解题思路:利用图示小车纸带装置可以完成很多实验,在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力,在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力;在探究“小车的加速度a与力F的关系”时,根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式,不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时,加速度a近似等于g的结论.
(1)A、此装置可以用来研究匀变速直线运动,但不需要平衡摩擦力,所以A不准确.
B、曲线的种类有双曲线、抛物线、三角函数曲线等多种,所以若a-M图象是曲线,不能断定曲线是双曲线,即不能断定加速度与质量成反比,应画出a-[1/M]图象,故B错误.
C、探究“功与速度变化的关系”实验时,需要平衡摩擦力,方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高,这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响,从而小车受到的合力即为绳子的拉力,故C正确.
(2)设小车质量为m,钩码质量为M,则对小车有Mg-F=Ma ①
对钩码有F-μmg=ma ②
联立①②解得a=
M−μm
M+mg
将上式变形为a=
1−
μm
M
1+
m
Mg,可见当M>>m时,加速度a趋近于g.
故答案为(1)C
(2)g
点评:
本题考点: 探究功与速度变化的关系;探究小车速度随时间变化的规律.
考点点评: 明确实验原理,根据物理定律求出相应的表达式,然后可以讨论得出相应结论.