Question

①圖1所示示為探究牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)裝置，該裝置由氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門、滑塊和沙桶等組成．光電門可以測(cè)出滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門間的距離，另用天平測(cè)出滑塊和沙桶的質(zhì)量分別為M和m．下面說法正確的是________（選填字母代號(hào)）．

A．用該裝置可以測(cè)出滑塊的加速度
B．用該裝置探究牛頓第二定律時(shí)，要保證拉力近似等于沙桶的重力，因此必須滿足m＜＜M
C．可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，但必須滿足m＜＜M
D．可以用該裝置探究動(dòng)能定理，但不必滿足m＜＜M
②某同學(xué)采用控制變量法探究牛頓第二定律，在實(shí)驗(yàn)中他將沙桶所受的重力作為滑塊受到的合外力F，通過往滑塊上放置砝碼改變滑塊的質(zhì)量M．在實(shí)驗(yàn)中他測(cè)出了多組數(shù)據(jù)，并畫出了如圖2所示的圖象，圖象的縱坐標(biāo)為滑塊的加速度a，但圖象的橫坐標(biāo)他忘記標(biāo)注了，則下列說法正確的是________
A．圖象的橫坐標(biāo)可能是F，圖象AB段偏離直線的原因是沒有滿足m＜＜M
B．圖象的橫坐標(biāo)可能是M，圖象AB段偏離直線的原因是沒有滿足m＜＜M
C．圖象的橫坐標(biāo)可能是，圖象AB段偏離直線的原因是沒有滿足m＜＜M
D．若圖象的橫坐標(biāo)是，且沒有滿足m＜＜M，圖象的AB部分應(yīng)向虛線上方偏離．

Answer 1

AB    AC
分析：（1）該實(shí)驗(yàn)裝置能夠測(cè)量的物理量有滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，兩個(gè)光電門的距離，用天平測(cè)出滑塊和沙桶的質(zhì)量分別為M和m．根據(jù)選項(xiàng)中實(shí)驗(yàn)的工作原理解決問題．
（2）根據(jù)牛頓第二定律可知mg=（m+M）a則a=，故在M一定的情況下，隨桶和砂子的質(zhì)量m增大，物體的加速度a增加的越來(lái)越慢，使圖象偏離直線．
解答：①A、光電門可以測(cè)出滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門間的距離，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求解加速度．故A正確．
B、用該裝置驗(yàn)證牛頓第二定律時(shí)，要保證拉力近似等于沙桶的重力，必須滿足M≥m，故B正確．
C、該裝置中滑塊所受的合力不是重力，所以機(jī)械能不守恒，不可以用該裝置驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，故C錯(cuò)誤．
D、用該裝置光電門可以測(cè)出滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，滿足M≥m，滑塊的合力就近似等于沙桶的重力，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門間的距離，這樣就可以求出拉力做功，可以驗(yàn)證動(dòng)能定理．故D錯(cuò)誤．
故選AB．
②根據(jù)牛頓第二定律可知mg=（m+M）a則a=，故在M一定的情況下，
當(dāng)m＜＜M時(shí)繩子拉力T=mg=mg，故小車的加速度a=，所以a-F關(guān)系圖線是一條直線，a-關(guān)系圖線是一條直線，但隨桶和砂子的質(zhì)量m增大，繩子拉力T=mg≠mg，a-F關(guān)系圖線不再是正比例函數(shù)圖線，當(dāng)m＞＞M時(shí)，物體的加速度等于g，故隨m的增大物體的a-F，a-關(guān)系圖象偏離直線．故AB段明顯偏離直線，且圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)，造成這些誤差的主要原因是所掛桶和砂子的總質(zhì)量太大不再滿足m＜＜M．故選AC．
故答案為：①AB；②AC
點(diǎn)評(píng)：光電門可以測(cè)出滑塊分別通過兩個(gè)光電門的瞬時(shí)速度，運(yùn)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的公式求解加速度．
清楚驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的工作原理．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)的原理，結(jié)合實(shí)驗(yàn)裝置能夠測(cè)量的物理量判斷問題．