题目内容
【题目】哈三中学生为探究加速度与合外力的关系，甲、乙、丙三个实验小组分别采用图1、图2、图3所示的实验装置,小车总质量用M表示（图1中M为小车和与小车固定连接的小滑轮的质量和，图2中M为小车与传感器的质量和），钩码总质量用m表示。重力加速度g已知，试回答下列问题:
（1）甲、乙、丙三组实验中，必须平衡小车和长木板之间的摩擦力的实验小组是__________(填 “甲”、“乙”、“丙”)。
（2）甲、乙、丙三组实验中必须满足“M＞＞m”的实验小组是 ____(填“甲”、“乙”、“丙”)。
（3）实验时各组同学的操作均正确，甲、乙、 丙三组同学作出的a—F图线如图4所示(甲组同学所用F为弹簧测力计示数，乙组同学所用F为传感器读数)，则甲组实验对应的图线是_____，乙组实验对应的图线是_____，丙组实验对应的图线是_____（填“A”、“B”、“C”）。
（4）实验时丙组同学操作正确，该组同学在保持小车质量不变的情况下，通过调整改变小车所受合力，多次实验，由实验数据作出的a-F图线如图5所示，则小车质量为_____kg。
【答案】甲乙丙 丙 A B C 2;
【解析】
（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，三个实验小组都需要平衡摩擦力；
（2）只有用重物的重力代替绳子的拉力，才需要满足
；
（3）若用重物的重力代替绳子的拉力，要满足，随着m的增大，不满足时，图象出现弯曲，还有两组根据绳子拉力相等时，加速度的大小来判断；
（4）小车受到的合力等于重物的重力，根据图示图象求出小车的质量；
（1）本实验探究当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力的关系，绳的拉力即为物体的合力，所以三个实验小组都需要平衡摩擦力，即甲乙丙都需要平衡摩擦力；
（2）甲图小车受到的合外力则是测力计的2倍，乙图中小车受到的合外力是力传感器的示数，丙图通过钩码的总质量对应的重力代替绳子的拉力合外力，因此三组实验中只有丙需要满足小车的总质量M远大于所挂钩码的总质量m的条件；
（3）根据装置可知，甲图中小车受到的拉力大于弹簧测力计的示数，乙图中受到的拉力等于力传感器的示数，当F相等时，甲组的加速度大，所以甲组对应A，乙组对应B，丙组用重物的重力代替绳子的拉力，要满足M≥m，随着m的增大，不满足M＞＞m时，图象出现弯曲，所以丙组对应的是C；
（4）丙组平衡摩擦力后，小车加速下滑时由牛顿第二定律得：
，则
，
由图5所示的a-F图线可知图象斜率：
，则小车的质量：
。
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【题目】为了“探究加速度与力、质量的关系”，现提供如图甲所示的实验装置：
（1）以下实验操作正确的是
A．将木板不带滑轮的一端适当垫高，使小车在砝码及砝码盘的牵引下恰好做匀速运动 |
B．调节滑轮的高度，使细线与木板平行 |
C．先接通电源后释放小车 |
D．实验中小车的加速度越大越好 |
（2）在实验中，得到一条如图乙所示的纸带，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1S，且间距x1、x2、x3、x4、x5、x6已量出分别为3.09cm、3.43cm、3.77cm、4.10cm、4.44cm、4.77cm，则小车的加速度a= m/s2（结果保留两位有效数字）。
（3）有一组同学保持小车及车中的砝码质量一定，探究加速度a与所受外力F的关系，他们在轨道水平及倾斜两种情况下分别做了实验，得到了两条a—F图线，如图丙所示。图线 是在轨道倾斜情况下得到的（填“①”或“②”）；小车及车中砝码的总质量m= kg。
