题目内容

16．如图所示，在水平地面上有一小车，小车内质量为m=10kg的物块A拴在一水平被压缩的弹簧的一端，弹簧的另一端固定在小车上，当它们都处于静止状态时，弹簧对物块的弹力为6N，当小车以a=1m/s2的加速度向右做匀加速运动时（　　）
A．物块A相对小车滑动B．物块A受到的摩擦力方向不变
C．物块A受到的摩擦力减少D．物块A受到的弹力增大

分析 物体开始时受弹力为6N，而处于静止状态，受到的静摩擦力为6N，说明物体的最大静摩擦力大于等于6N；当小车的加速度为1m/s2，两物体将保持相对静止时，物体的加速度为a=1m/s2，则需要的外力为10N；根据弹力和最大静摩擦力可求出物体相对于小车静止的最大加速度，当小车的加速度小于等于最大加速度时，物体与小车仍保持相对静止．弹簧的弹力不变，摩擦力大小不变．

解答 解：A、物体开始时受弹力F=6N，而处于静止状态，说明受到的静摩擦力为6N，则物体的最大静摩擦力Fm≥6N．
当物体相对于小车向左恰好发生滑动时，加速度为a0=$\frac{F+{F}_{m}}{m}＞\frac{6+6}{10}m/{s}^{2}=1.2m/{s}^{2}$．所以当小车的加速度为a=1m/s2时，物块A相对小车仍静止．故A错误．
BC、根据牛顿第二定律得：小车以加速度a=1m/s2沿水平地面向右加速运动时，弹力水平向右，大小仍为6N，摩擦力方向变为水平向右、大小变为4N，摩擦力减小． 故B错误，C正确．
D、物体A相对于小车静止，弹力不变．故D错误．
故选：C．

点评 本题考查应用牛顿第二定律分析物体受力情况的能力．要注意静摩擦力大小和方向会随物体状态而变化．

练习册系列答案
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6．要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺．
（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：
①小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2，记下所用的时间t
②用米尺测量A1与A2之间的距离s，则小车的加速度a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$．
③用米尺A1相对于A2的高h．设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=mg$\frac{h}{s}$．④改变斜面倾角（或填h的数值），重复上述测量．
⑤以h为横坐标，$\frac{1}{{t}^{2}}$为纵坐标，根据实验数据作用作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．
（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：
①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度ho．
②进行（1）中的各项实验
③计算与作图时用（h-ho）代替h．
对此方案有以下几种评论意见：
A、方案正确可行
B、方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．
C、方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．
其中合理的意见是C．
7．有四个实验小组完成用“控制变量法”探究“加速度与物体质量的关系”的实验时：
（1）实验过程中，需要保持F不变．
（2）（多选）为了验证“加速度与物体质量成反比”的猜想，采用图象法处理数据．图1是四个小组描绘出的不同图象，你觉得能够准确验证

上述猜想的图象有BC
（3）某小组用接在50Hz交流电源上的打点计时器测定小车的加速度时，得到一条如图2所示的纸带，按时间顺序取0、1、2、3、4、5、6共7个计数点．0到6每相邻两记数点间各有四个打印点未画出．测得相邻计数点的距离依次为s1=1.40cm，s2=1.90cm，s3=2.38cm，s4=2.88cm，s5=3.39cm，s6=3.87cm．则物体的加速度0.50m/s2．（结果保留两位有效数字）
 
4．如图甲所示，Q1、Q2为两个被固定的点电荷，其中Q1带负电，a、b两点在它们连线的延长线上．现有一带负电的粒子以一定的初速度沿直线从a点开始经b点向远处运动（粒子只受电场力作用），粒子经过a、b两点时的速度分别为va、vb，其速度图象如图乙所示．以下说法中正确的是（　　）
A．Q2一定带正电
B．Q2的电量一定大于Q1的电量
C．b点的电场强度一定为零
D．整个运动过程中，粒子的电势能先减小后增大
11．某实验小组应用如图所示装置“探究加速度与物体受力的关系”，已知小车的质量为M，砝码及砝码盘的总质量为m，所使用的打点计时器所接的交流电的频率为50Hz．实验步骤如下：
A．按图所示安装好实验装置，其中与定滑轮及弹簧测力计相连的细线竖直；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车能沿长木板向下匀速运动；
C．挂上砝码盘，接通电源后，再放开小车，打出一条纸带，由纸带求出小车的加速度；
D．改变砝码盘中砝码的质量，重复步骤C，求得小车在不同合力作用下的加速度．

根据以上实验过程，回答以下问题：
（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持小车质量不变，用细线的拉力作为小车受到的合外力，用打点计时器测小车的加速度．
（2）对于上述实验，下列说法正确的是C．
A．小车的加速度与砝码盘的加速度大小相等
B．实验过程中砝码盘处于超重状态
C．与小车相连的轻绳与长木板一定要平行
D．弹簧测力计的读数应为砝码和砝码盘总重力的一半
E．砝码和砝码盘的总质量应远小于小车的质量
（3）由本实验得到的数据作出小车的加速度a与弹簧测力计的示数F的关系图象，与本实验相符合的是A．
1．某物理课外小组利用图甲中的装置探究物体加速度与其所受合力之间的关系．置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮：轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小车相连，另一端可悬挂钩码．实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.01kg．重力加速度g=10m/s2．实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上匀速下滑．
（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N-n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行．释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移x，绘制x-t图象，经数据处理后可得到相应的加速度a．
（3）对应于不同的n的a值见下表．
n12345
a/（m•S-2）0.450.911.361.822.27
（4）利用表中的数据在图乙中补齐数据点，并作出a-n图象．从图象可以看出：当物体质量一定时，物体的加速度与其所受的合力成正比．
（5）利用a-n图象求得小车（空载）的质量为0.17kg（保留两位有效数字）．
（6）若以“保持木板水平”来代替步骤（1），下列说法正确的是B（填正确选项的标号）．
A．a-n图线不再是直线
B．a-n图线仍是直线，但该直线不过原点
C．a-n图线仍是直线，且该直线的斜率不变．
8．如图所示，A、B两物体叠放在光滑水平桌面上，轻质细绳一端连接B，另一端绕过定滑轮连接C物体，已知A和C的质量都是1kg，B的质量是3kg，A、B间的动摩擦因数是0.1，其它摩擦不计．由静止释放，C下落一定高度的过程中（C未落地，B未撞到滑轮），下列说法正确的是（　　）
A．A、B两物体没有发生相对滑动B．A物体受到的摩擦力大小为1 N
C．B物体的加速度大小是3m/s2D．细绳的拉力大小等于7.75 N
5．为了探究加速度与力、质量的关系，甲、乙、丙三位同学分别设计了如图甲所示的实验装置，小车总质量用M表示（乙图中M包括小车与传感器，丙图中M包括小车和与/J、车固连的滑轮），钩码总质量用m表示．

（1）为便于测量合外力的大小，并得到小车总质量一定时，小车的加速度与所受合外力成正比的结论，下列说法正确的是BC．
A．三组实验中只有甲需要平衡摩擦力
B．三组实验都需要平衡摩擦力
C．三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
D．三组实验都需要满足所挂钩码的总质量m远小于小车的总质量M的条件
（2）若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同，通过计算得到小车加速度均为a，a=$\frac{1}{3}$g，g为当地重力加速度，则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1：2，乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为1：2．
6．在测定金属丝的直径时，螺旋测微器的读数如图所示．可知该金属丝的直径d=0.900×10-3 米．

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