Question

6．利用如图1所示的装置探究加速度与力的关系．一端带有定滑轮的长木板固定在水平桌面上，另一端安装打点计时器，绕过定滑轮和动滑轮的细线将小车和弹簧秤连接，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物，将纸带穿过打点计时器后连在小车后面，接通打点计时器，放开小车．不计滑轮的质量，忽略滑轮的摩擦．

①实验中弹簧秤的示数F与小重物的重力mg的关系为C．
A．F=$\frac{mg}{2}$   B．F＞$\frac{mg}{2}$  C．F＜$\frac{mg}{2}$
②保持小车的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验．记下每次弹簧秤的示数F，利用纸带测出每次实验中小车的加速度a．将得到的a、F数据绘制成a-F图象．以下可能的是A
③如果某次实验中已测得小车的质量M，弹簧秤的示数F，小车的加速度a．利用这三个数据你还能求出与本次实验相关的什么物理量，并利用这些符号表示出来f=F-Ma．（写出一个物理量及其表达式即可）

Answer 1

分析 （1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律即可判断；
（2）本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F-f=ma，求出a-F的表达式，从而选择图象；
（3）根据牛顿第二定律求出小车与木板间的摩擦力．

解答 解：（1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：
mg-2F=ma，
解得：F=$\frac{mg-ma}{2}＜\frac{mg}{2}$，故C正确．
故选：C
（2）根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F-f=ma，a=$\frac{1}{m}F-\frac{f}{m}$，是一条倾斜的直线，故A正确．
故选：A
（3）如图已测得小车的质量M，弹簧秤的示数F，小车的加速度a．利用这些数据可以求解摩擦力，
根据F-f=Ma得：f=F-Ma
故答案为：（1）C；（2）A；（3）f=F-Ma

点评 解答本题要注意不是用重物的重力代替绳子的拉力，所以随着重物重力的增大，图象不会弯曲，还要注意根据实验装置可知本实验没有平衡摩擦力，难度适中．