如图(a)为“用DIS研究加速度和力、质量的关系”的实验装置.某同学用此装置验证在质量不变的情况下,加速度与合外力成正比

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  • 解题思路:(1)当钩码质量远小于小车质量时,小车受到的拉力近似等于钩码受到的重力;如果钩码质量太大,小车受到的拉力小于钩码重力,图象发生弯曲.

    (2)该实验研究的对象为系统,保持系统质量不变,沙桶的重力等于系统所受的合力,改变重力即可改变系统所受的合力,从而可探究加速度与合力的关系.

    (1)图线AB段基本是一条直线,而BC段明显偏离直线,造成此误差的主要原因是钩码总质量过大,大于小车的总质量,故D正确;

    (2)将车内的沙子转移到桶中,就保证了M+m不变,即系统的总质量不变,研究对象是整个系统,a=[F/M+m=

    mg

    M+m],

    可见a-F图象斜率的物理意义是[1/M+m],即系统的总质量倒数(小车、盒子及盒内沙子、悬挂的桶以及桶内沙子质量之和倒数)

    因为实验的研究对象是整个系统,沙桶总质量m(包括桶以及桶内沙子质量)和车总质量M(包括车、车上传感器及车内沙子质量)不变,系统受到的合外力就等于mg,所以不需要满足满足悬挂的沙桶总质量一定要远远小于小车(包括盛沙的盒及盒 内的砂)的总质量,也就不会出现弯曲现象.

    故答案为:(1)D(2)①[1/M+m];②研究对象是整个系统,沙桶总质量m(包括桶以及桶内沙子质量)和车总质量M(包括车、车上传感器及车内沙子质量)不变,系统的合外力就等于所悬挂沙桶的重力mg,不必满足M>>m这样的条件.

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统,保证系统质量不变,改变合力,可探究加速度和合力的关系.保持合力不变,改变系统质量,可探究加速度与质量的关系.