某同学设计了一个探究加速度a与物体所受合力F及质量M关系的实验,图(a)为实验装置简图.(交流电的频率为50Hz)

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  • 解题思路:(1)根据牛顿第二定律求出绳子拉力和砂桶和砂重力的关系,从而判断出在什么条件下,砂和砂桶的重力近似等于绳子的拉力.

    (2)实验前,为了使细线的拉力等于小车的合力,需平衡摩擦力,平衡摩擦力时,不能将砂桶挂在定滑轮上与小车相连.

    (3)对整体分析,运用牛顿第二定律得出图线斜率的物理意义.

    (1)对整体分析,根据牛顿第二定律得,a=[mg/M+m],则绳子的拉力F=Ma=[Mmg/M+m=

    mg

    1+

    m

    M],当m<<M时,砂桶和砂的重力等于绳子的拉力,故B、D不合适.

    故选:BD.

    (2)为了用细线的拉力表示小车受到的合外力,实验时应先平衡摩擦力,不挂砂桶时,通过小车在倾斜的木板上是否匀速,判断摩擦力是否得到平衡.

    (3)将小车内的细砂逐渐转移到砂桶内,则总质量不变,对整体分析,根据牛顿第二定律得,a=[F/M+m=

    mg

    M+m],则图线斜率表示总质量的倒数.

    故答案为:(1)BD;(2)平衡摩擦;不挂砂桶时,小车在倾斜的木板上是否匀速.(3)总质量的倒数.

    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中两个认为:1、认为砂和砂桶的重力等于绳子的拉力,条件是砂和砂桶的质量远小于小车的质量;2、认为绳子的拉力等于小车的合力,条件是需平衡摩擦力.

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