题目内容

6.在“探究加速度与物体质量、物体受力大小关系”的实验中,实验装置如图1所示.
(1)以下说法正确的是B
A.平衡摩擦力时,小桶应用细线通过定滑轮系在小车上,但小桶内不能装砂
B.实验中应始终保持小车的质量远远大于砂和小桶的质量
C.实验中如果用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点在一条直线上时,即可证明加速度与质量成反比
D.每次改变小车的质量,都必须重新平衡摩擦
(2)在“探究加速度a与合力F的关系”时,保持小车的质量不变,改变小桶中细砂的质量,该同学根据实验数据作出了加速度a与合力F的图线如图2,该图线不通过坐标原点,试分析图线不通过坐标原点的原因.
答:实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力.

分析 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中,使得砂和小桶的重力等于小车的合力,需平衡摩擦力,平衡摩擦力时,不挂砂和小桶,小车后面需连接纸带.因为小车做加速运动,桶和砂的重力不等于绳子的拉力,需保持小车和砝码的质量远大于砂和小桶的质量.
图象说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足.

解答 解:(1)A、平衡摩擦力时,不需挂砂和小桶,但小车后面必须与纸带相连,因为运动过程中纸带受到阻力.故A错误.
B、根据牛顿第二定律得,以整体为研究对象有mg=(m+M)a
解得a=$\frac{mg}{M+m}$.则绳子的拉力F=$\frac{mMg}{m+M}$,当m远小于M,即砂和小桶的质量远小于小车和砝码的质量时,绳子的拉力等于砂和小桶的重力.故B正确.
C、实验中如用纵坐标表示加速度,用横坐标表示小车和车内砝码的总质量,描出相应的点不在同一条直线上,是曲线.应该做a与$\frac{1}{M}$图线,若图线为直线,证明加速度与质量成反比.故C错误.
D、每次改变小车的质量,都无需重新平衡摩擦,故D错误.
故选:B.
(2)图象说明在拉力大于0时,物体的加速度为0,说明合外力为0,即绳子的拉力被摩擦力平衡了,即没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,也就是没有将长木板的末端抬高或抬高不够.
故答案为:(1)B;(2)实验前该同学未平衡(或未完全平衡)摩擦力.

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目,而实验步骤,实验数据的处理都与实验原理有关,故要加强对实验原理的学习和掌握.

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