Question

16．在探究“加速度與力的關系”實驗中．某同學設計了一種新的方法，他按如圖所示安裝好實驗裝置，在不懸掛鉤碼時，調(diào)整木板右端的高度，用手輕撥小車，使小車恰能牽引力紙帶沿長木板向左做勻速運動，然后懸掛一定數(shù)量的鉤碼（其總質(zhì)量為m），接通電源，釋放小車，打出一條理想紙帶，并在紙帶上標出鉤碼所受的重力F，以后每次實驗，并計算出每條紙帶對應的加速度，回答下列問題：

（1）該同學以每次實驗中鉤碼所受的重力F為橫坐標，小車對應的加速度大小a為縱坐標，在坐標紙上作出a-F關系圖線．圖2圖線中，你認為最合理的是D．
（2）若該同學所作出a-F關系圖線，直線部分斜率為k，則小車質(zhì)量M=$\frac{1}{k}-m$．

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律求出加速度的表達式，分析a與F的關系，從而選擇圖象，并根據(jù)圖象斜率的含義求出小車質(zhì)量M．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律可知：
F=（m+M）a，
解得：a=$\frac{F}{M+m}$
則加速度與F成正比，圖象是通過原點的傾斜的直線，故D正確．
故選：D
（2）由圖象可知：
a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{M+m}$
則可解得：M=$\frac{1}{k}-m$
故答案為：（1）D；（2）$\frac{1}{k}-m$

點評 對于實驗題要掌握其原理，知道課本上的實驗為什么要求重物的質(zhì)量遠遠小于小車的質(zhì)量，能根據(jù)牛頓第二定律求出加速度與F的關系，知道a-F圖象斜率的含義，題目比較新穎，難度適中．