题目内容
14．在探究“加速度与力的关系”实验中，某同学设计了一种新的方法：他按如图1所示安装好实验装置，在不悬挂小吊盘时，调整木板右端的高度，用手轻拨小车，使小车能牵引纸带沿长木板向左做匀速运动．然后将一定数量的砝码（其总质量为m）放入小吊盘中（小吊盘质量不计），接通电源，释放小车，打出一条理想纸带，并在纸带上标出小吊盘中砝码所受的重力F．以后每次实验将小吊盘中部分砝码移到小车中，保持砝码和小车的总质量一定，重复实验多次，并计算出每条纸带对应的加速度．
回答下列问题：
（1）按上述方案做实验，是否要求小吊盘中砝码的总质量远小于小车的质量？否（填“是”或“否”）
（2）该同学以每次实验中小吊盘中砝码所受的重力F为横坐标，小车对应的加速度大小a为纵坐标，在坐标纸上作出a-F关系图线．图2图线中，你认为合理的是D
（3）若该同学所作出a-F关系图线，直线（或直线部分）斜率为k，则小车质量M=$\frac{1}{k}-m$．
分析 （1）把砝码和小车整体看成研究对象，根据牛顿第二定律分析即可求解；
（2、3）根据牛顿第二定律求出加速度的表达式，分析a与F的关系，从而选择图象，并根据图象斜率的含义求出小车质量M．
解答 解：（1）把砝码和小车整体看成研究对象，根据牛顿第二定律可知：
mg=（m+M）a，
若把小吊盘中部分砝码移到小车中，保持砝码和小车的总质量一定，则有：
（m-m0）g=（m+M）a，
我们发现不需要用砝码的重力代替绳子的拉力，用整体法求出的加速度就是小车的加速度，所以不需要砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．
（2）根据牛顿第二定律可知：
F=（m+M）a，
解得：a=$\frac{F}{M+m}$
则加速度与F成正比，图象是通过原点的倾斜的直线，故D正确．
故选：D
（3）a-F图象的斜率k=$\frac{1}{M+m}$
解得：M=$\frac{1}{k}-m$
故答案为（1）否；（2）D；（3）$\frac{1}{k}-m$
点评 对于实验题要掌握其原理，知道课本上的实验为什么要求重物的质量远远小于小车的质量，能根据牛顿第二定律求出加速度与F的关系，知道a-F图象斜率的含义，题目比较新颖，难度适中．
练习册系列答案
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15．
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9．
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19．
如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（ ）
如图所示，把一个带正电的小球放置在原来不带电的枕形导体附近，由于静电感应，枕形导体的a、b端分别出现感应电荷，则（ ）| A． | 枕形导体a端电势高于b端电势 | |
| B． | 仅闭合S1，有电子从大地流向枕形导体 | |
| C． | 仅闭合S1，有电子从枕形导体流向大地 | |
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