题目内容

【题目】某同学用如图甲所示的实验装置来探究aFm之间的定量关系

(1)实验时,必须先平衡小车与木板之间的摩擦力.关于平衡摩擦力的操作方法,下列说法正确的是_______

A.要保持砂桶和小车始终相连

B.逐渐垫高木板右侧,直到小车恰好开始滑动

C.逐渐垫高木板右侧,直到轻推小车能让小车恰好匀速滑动

D.每次改变小车内砝码的数量,都要重新平衡摩擦力

(2)如果该同学平衡好了摩擦力,保持小车的质量M不变,多次改变砂桶与砂的总重力F(砂的质量最终达到M),分别测小车加速度a,根据得到的数据,在aF图象中描点得到的图像应如图乙中________,简述你的判断依据:____________________________

(3)该同学又设计了如图丙所示的装置来进行实验.在自制的双层架子上固定带有刻度标记的木板,架子放在水平桌面上,两辆相同小车质量均为M(足够大),两个相同托盘质量均为m0,每个砝码的质量均为m.实验主要操作步骤如下:

①平衡车子与木板间的摩擦力;

②让两辆小车紧靠右边的挡板,记下小车前端刻度尺读数s0,在乙托盘中放入1个砝码,在甲托盘中放入2个砝码;

③同时释放两小车,当小车运动一段时间后(未到滑轮处),用手机对整个装置进行拍照,读出照片中甲、乙小车前端刻度尺读数,分别为s1s2.

根据本实验方案的原理,在本次实验中验证表达式___________(用题中所给物理量表示)成立,多次实验后即可验证物体质量一定时,加速度与所受合外力成正比

【答案】 C C 平衡好了摩擦力,则aF成正比,图象过原点;砂的质量太大,不再满足远小于小车的质量

【解析】1)平衡摩擦力的方法就是,不挂钩码,让小车与纸带相连,垫高木板右侧直到小车在斜面上做匀速直线运动,故AB错误,C正确;每次改变小车内砝码的数量,不需要重新平衡摩擦力,故D错误。所以选C

2)如果已经平衡摩擦力,则刚开始a-F的图象是一条过原点的直线,不断往桶里加砂,砂的质量最终达到,不能满足砂和砂桶的质量远远小于小车的质量,此时图象发生弯曲,故C正确,ABD错误。所以选C

3已知两小车运动的时间相同,根据可得: ,若满足: 联立可得 ,则表明小车的质量一定时,其小车的加速度与合力成正比。

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