Question

某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”．图中A为小车，B为装有砝码的小盘，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与打点计时器相连，小车的质量为，小盘(及砝码)的质量为．(取)

（1）下列说法正确的是（_______）

A．实验时先放开小车，再接通打点计时器的电源

B．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力

C．本实验中应满足远小于的条件

D．在用图象探究小车加速度与质量的关系时，应作图象

（2）实验中，得到一条打点的纸带，如图乙所示，已知相邻计数点间的时间间隔为T=0.1s，且AB、CD间距已量出，则小车的加速度大小a=___________m/s²．（结果保留两位有效数字）

（3）某同学平衡好摩擦阻力后，在保持小车质量不变的情况下，通过多次改变砝码重力，作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图丙所示．若牛顿第二定律成立，则小车的质量为__________ ，小盘的质量为__________ ．

（4）实际上，在砝码的重力越来越大时，小车的加速度不能无限制地增大，将趋近于某一极限值，此极限值为___________．

Answer

C 0.78m/s2 2.0 0.06 10

【解析】（1）A、实验时应先接通电源后释放小车，故A错误；
B、平衡摩擦力，假设木板倾角为，则有： ， 约掉了，故不需要重新平衡摩擦力，故B错误；
C、让小车的质量远远大于小盘和重物的质量，因为：际上绳子的拉力， ，整理，故应该是，即实验中应满足小盘和重物的质量远小于小车的质量时，才有，故C正确；

D、“探究加速度与质量的关系”时拉力不变，即不变，应作 图象，故D错误。

（2）根据匀变速直线运动的推论公式，

则： ；

（3）对图象来说，根据牛顿第二定律： ，则，即图象的斜率表示小车质量的倒数，图象的斜率为: ，故小车质量为: ；

根据题意，当砝码重力时，产生的加速度是由于托盘作用产生的，

故有: ，解得： ；

（4）当钩码的质量远小于小车的总质量时，钩码所受的重力才能作为小车所受外力，

如果增大钩码的质量，则外力增大，曲线不断延伸，那么加速度趋向为。