Question

某同学在用如图甲所示的装置做“探究加速度与物体受力的关系”实验时，

（1）该同学在实验室找到了一个小正方体木块，用实验桌上的一把游标卡尺测出正方体木块的边长，如图乙所示，则正方体木块的边长为______cm；

（2）接着用这个小正方体木块把小车轨道的一端垫高，通过速度传感器发现小车刚好做

匀速直线运动．设小车的质量为M，正方体木块的边长为a，并用刻度尺量出图中AB的距离为l（a<<l且已知θ很小时tanθ≈sinθ），则小车向下滑动时受到的摩擦力为_______

（3）然后用细线通过定滑轮挂上重物让小车匀加速下滑，不断改变重物的质量m，测出对应的加速度a，则下列图象中能正确反映小车加速度a与所挂重物质量m的关系的是 ______

Answer

3.150 C

【解析】

（1）由图乙可以读出正方体木块的边长为：a=31mm+10×0.05mm=31.50mm=3.150cm；
（2）设此时木板与水平面的夹角为θ，小车刚好做匀速直线运动，所以小车受力平衡，则有：f=Mgsinθ
根据几何关系可知：tanθ≈sinθ=a/l
所以
（3）设小车与砝码的质量为M，小桶与砂子的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=
当m＜＜M时，绳子的拉力近似等于砂和砂桶的总重力．所以刚开始a-m图象是一条过原点的直线，当小桶与砂子的质量为m变大后不能满足m＜＜M的条件，图象弯曲，且加速度增大的速度变慢，故选C．