题目内容

做验证牛顿第二定律的实验时,小车(含信号发射器及配重片)的总质量为M,砝码和砝码盘的总质量为m,当它们以加速度a加速运动时,细绳中的实际拉力
小于
小于
砝码和砝码盘的总重力(选填:“大于”、“小于”、“等于”);小车的实际加速度a=
mg
M+m
mg
M+m
(选填:
mg
M
mg
M+m
).
分析:以小车与砝码及砝码盘组成的系统为研究对象,由牛顿第二定律求出加速度,求出绳的拉力,然后分析答题.
解答:解:以车M、砝码m组成的系统为研究对象,
由牛顿第二定律可得:mg=(M+m)a,
以小车为研究对象,由牛顿第二定律得:F=Ma,
解得:a=
mg
M+m
,F=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
<mg;
故答案为:小于;
mg
M+m
点评:正确选取研究对象、应用牛顿第二定律是正确解题的关键;只有当M>>m时才可近似认为小车受到的拉力等于砝码及砝码盘的重力.
练习册系列答案
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甲乙两个同学共同做“验证牛顿第二定律”的实验,装置如图1所示.
①两位同学用砝码盘(连同砝码)的重力作为小车(对象)受到的合外力,需要平衡桌面的摩擦力对小车运动的影响.他们将长木板的一端适当垫高,在不挂砝码盘的情况下,小车能够自由地做
匀运速直线
匀运速直线
运动.另外,还应满足砝码盘(连同砝码)的质量m
远小于
远小于
小车的质量M.(填“远小于”、“远大于”或“近似等于”)
接下来,甲同学研究:在保持小车的质量不变的条件下,其加速度与其受到的牵引力的关系;乙同学研究:在保持受到的牵引力不变的条件下,小车的加速度与其质量的关系.
②甲同学通过对小车所牵引纸带的测量,就能得出小车的加速度a.图2是某次实验所打出的一条纸带,在纸带上标出了5个计数点,在相邻的两个计数点之间还有4个点未标出,图中数据的单位是cm.
实验中使用的电源是频率f=50Hz的交变电流.根据以上数据,可以算出小车的加速度a=
0.343
0.343
m/s2.(结果保留三位有效数字)
③乙同学通过给小车增加砝码来改变小车的质量M,得到小车的加速度a与质量M的数据,画出a~
1
M
图线后,发现:当
1
M
较大时,图线发生弯曲.于是,该同学后来又对实验方案进行了进一步地修正,避免了图线的末端发生弯曲的现象.那么,该同学的修正方案可能是
A
A

A.改画a与
1
M+m
的关系图线      B.改画a与(M+m)的关系图线
C.改画 a与
m
M
的关系图线         D.改画a与
1
(M+m)2
的关系图线.

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