题目内容
12．“探究加速度与物体受力的关系”的两种实验装置如图所示，图中小车质量均为M，纸带穿过固定的电火花打点计时器B与小车连接，长木板水平放置，其一端带有定滑轮，甲图中重物P直接与小车相连，乙图中小车与竖直悬挂的力传感器通过动滑轮、细绳相连，动滑轮下悬挂重物P，重物P的质量用m表示，不计绳子、滑轮的质量及滑轮的摩擦，已知重力加速度为g．
（1）电火花打点计时器所使用的交流电源电压是220V．
（2）下列说法正确的是A
A．两种方案实验时都必须先平衡小车受到的摩擦力
B．两种方案实验中都应有M远大于m
C．按图乙的装置进行实验时，小车受到的合力大小取传感器相应示数的$\frac{1}{2}$
D．两种方案都能验证加速度和合力的关系，在误差允许的范围内，测得的加速度的大小近似相等
（3）随着重物P的质量增大，小车加速度逐渐增大，甲方案得到的F-a图象很可能是D．
分析 （1）电火花打点计时器使用220V交流电．
（2）该实验必须要平衡摩擦力．
由于该实验的连接方式，小车是在绳的拉力下加速运动，故不要求重物质量远小于小车质量．
由实验方案的连接方式，可知测力计示数总等于小车受到的拉力．
由牛顿第二定律可判定D．
解答 解：
（1）电火花打点计时器使用220V交流电．
（2）A、该实验首先必须要平衡摩擦力，故A正确．
B、由于该实验的连接方式，重物和小车不具有共同的加速度，小车是在绳的拉力下加速运动，此拉力可由测力计示数获得，不需要用重物的重力来代替，故不要求重物质量远小于小车质量，故B错误．
C、由第二种实验方案的连接方式，绳子一端连接小车，一端连接测力计，可知测力计示数总等于小车受到的拉力，故C正确．
D、两种方案中绳子的拉力不相同；故求得的加速度大小不相等；故D错误；
（3）甲方案中由于P物体的加速度越来越大，当P的加速度不能忽略时，a=$\frac{{m}_{p}g}{m+{m}_{p}}$；图象的斜率应越来越大；故选：D
故答案为：
（1）220V．
（2）A；
（3）D
点评 B为易错选项，这个是课本参考实验的改进版，用这种方法可以准确得到小车受到的合外力，而不需要用重物的重力来近似代替，是一个比课本参考方案更好的办法，题目价值很高．
练习册系列答案
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20．
如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且垂直纸面向里的（ ）
如图所示，两根非常靠近且互相垂直的长直导线，当通以如图所示方向的电流时，电流所产生的磁场在导线所在平面内的哪个区域内方向是一致且垂直纸面向里的（ ）| A． | 区域I | B． | 区域Ⅱ | C． | 区域Ⅲ | D． | 区域Ⅳ |
7．
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如图所示，质量为m的木块，从半径为r的位于竖直平面内的圆轨道上的A点以匀速率滑向B点，则在这个过程中（ ）| A． | 木块所受向心力方向不一定指向圆心 | |
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17．
如图所示，滑块以初速度v0开始沿表面粗糙且足够长的固定斜面下滑，直至速度为零，所用时间为t，对于该运动过程，若用x、v、a分别表示滑块的位移、末速度和加速度的大小，则下列表达式正确的是（ ）
如图所示，滑块以初速度v0开始沿表面粗糙且足够长的固定斜面下滑，直至速度为零，所用时间为t，对于该运动过程，若用x、v、a分别表示滑块的位移、末速度和加速度的大小，则下列表达式正确的是（ ）| A． | x=v0t+$\frac{1}{2}$at2 | B． | v=v0+at | C． | x=$\frac{1}{2}$at2 | D． | 2ax=v0-v |
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