题目内容
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．
分析 （1）根据实验原理，即可判定是否需要平衡摩擦力，及确定所挂钩码的总质量m与小车的总质量M的关系；
（2）根据牛顿第二定律，结合动滑轮的拉力是测力计的示数2倍，从而即可求解．
解答 解：（1）AB、为便于测量合外力的大小，甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，
而乙图是力传感器的示数，丙图则是测力计的2倍，因此它们都必须平衡摩擦力，故A错误，B正确；
CD、由于甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力，因此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，故C正确，D错误；
故选：BC
（2）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，且通过计算得到小车加速度均为a，
根据牛顿第二定律，则有：F=M乙a，2F=M丙a；
因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为1：2；
由牛顿第二定律，对砝码研究，则有m乙g-F=m乙a，
而m丙g-F=m丙2a，
因a=$\frac{1}{3}$g，解得，m乙：m丙=1：2；
即乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为1：2；
故答案为：（1）BC； （2）1：2，1：2．
点评 考查不同实验中，是否平衡摩擦力，是依据实验原理，并不是统统平衡的，并掌握牛顿第二定律的应用，注意力传感器的作用，及理解测力计的读数与小车的合力的关系，是解题的关键．
练习册系列答案
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15．某同学“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”的实验装置如图1所示．
①在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为T=0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，该段纸带中最先打出的是第4个计数点．量出相邻计数点之间的距离分别为S1=3.52cm，S2=3.68cm，S3=3.83cm，则该小车的加速度大小的计算公式a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$．（用S1和S3、T来表示）为平衡摩擦力，应增大（选填“增大”或“减小”）长木板与水平桌面的夹角．
②平衡摩擦力后，让小车停在打点计时器附近，挂上质量为m1的砝码盘，往砝码盘中加一个质量为20g的砝码，接通计时器电源，释放小车，取下纸带，测量小车的加速度．然后再往砝码盘添加砝码，重复上面的操作．当地重力加速度取g=10m/s2，得到小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如表：
该同学根据实验数据描出5组数据对应的5个点，连线作出了a-F的关系图象如图3所示．
③根据该同学作出的a-F的关系图象，请问该实验中小车的质量M=2.0kg；
砝码盘的质量m1=20g （均保留两位有效数字）
④已知该同学在平衡摩擦阻力时操作正确，根据提供的试验数据作出的α-F图线不通过原点，请说明主要原因：未计入砝码盘的重力．
①在平衡小车与桌面之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图2所示．计时器打点的时间间隔为T=0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，该段纸带中最先打出的是第4个计数点．量出相邻计数点之间的距离分别为S1=3.52cm，S2=3.68cm，S3=3.83cm，则该小车的加速度大小的计算公式a=$\frac{{s}_{3}-{s}_{1}}{50{T}^{2}}$．（用S1和S3、T来表示）为平衡摩擦力，应增大（选填“增大”或“减小”）长木板与水平桌面的夹角．
②平衡摩擦力后，让小车停在打点计时器附近，挂上质量为m1的砝码盘，往砝码盘中加一个质量为20g的砝码，接通计时器电源，释放小车，取下纸带，测量小车的加速度．然后再往砝码盘添加砝码，重复上面的操作．当地重力加速度取g=10m/s2，得到小车的加速度a与砝码盘中砝码总重力F的实验数据如表：
| 次数 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
| 砝码盘中砝码总重力F（N） | 0.20 | 0.40 | 0.60 | 0.80 | 1.00 |
| 加速度a（m•s-2） | 0.19 | 0.31 | 0.39 | 0.52 | 0.60 |
③根据该同学作出的a-F的关系图象，请问该实验中小车的质量M=2.0kg；
砝码盘的质量m1=20g （均保留两位有效数字）
④已知该同学在平衡摩擦阻力时操作正确，根据提供的试验数据作出的α-F图线不通过原点，请说明主要原因：未计入砝码盘的重力．
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（ ）
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 |
如图所示，在倾角θ=37°足够长的固定斜面上，有一质量m=1kg的物体，物体与斜面间的动摩擦因数μ=$\frac{\sqrt{3}}{3}$，物体在恒力F的作用下从静止开始沿斜面向上做匀加速运动，经2s运动了10m．（sin37°=0.6，cos37°=0.8，g=10m/s2），求：
电磁打点计时器和电火花计时器都是使用交流（填“直流”或“交流”）电源的计时仪器，做匀加速直线运动的小车，牵引一条纸带，打点计时器所用电源的频率是50HZ，由纸带上打出的某一点开始，每5个点剪下一段纸带，按如图所示，使每一段纸带下端与X轴重合，左边与y轴平行，将纸带贴在直角坐标系中，在第一个0.1S内中间时刻的速度是2.25m/s，运动物体的加速度是7.50m/s2．（结果均保留3位有效数字）
如图所示，人重600N，大木块重400N，人与木块、木块与水平地面间的动摩擦因数均为0.2，现在人用力拉绳使人与木块一起向右匀速运动，则：
15．
竖直平面内有一个四分之一圆弧AB，OA为水平半径，现从圆心O处以不同的初速度水平抛出许多个相同质量的小球，小球可以看作质点，不计空气阻力，当小球落到圆弧上时（ ）
竖直平面内有一个四分之一圆弧AB，OA为水平半径，现从圆心O处以不同的初速度水平抛出许多个相同质量的小球，小球可以看作质点，不计空气阻力，当小球落到圆弧上时（ ）| A． | 速度的反向延长线可能过OA的中点 | |
| B． | 小球在圆弧上的落点越靠近B点动能越小 | |
| C． | 小球落在圆弧中点处时动能最小 | |
| D． | 动能最小的位置在圆弧中点的上方 |