某实验小组欲以图甲所示实验装置“探究加速度与物体受力和质量的关系”。图中A为小车,B为装有砝码的小盘,C为一端带有定滑轮的长木板,小车通过纸带与电磁打点计时器相连,小车的质量为m1,小盘(及砝码)的质量为m2。(重力加速度g取10 m/s2)
(1)下列说法正确的是( )
A.实验时先放开小车,再接通打点计时器的电源
B.每次改变小车质量时,应重新平衡摩擦力
C.本实验中应满足m2远小于m1的条件
D.在用图象探究小车加速度与受力的关系时,应作a-m1图象
(2)某同学平衡好摩擦阻力后,在保持小车质量不变的情况下,通过多次改变砝码重力,作出小车加速度a与砝码重力F的图象如图乙所示。若牛顿第二定律成立,则小车的质量为________kg(结果取2位有效数字),小盘的质量为________kg(结果取1位有效数字)。
(3)实际上,在砝码的重力越来越大时,小车的加速度不能无限制地增大,将趋近于某一极限值,此极限值为_______m/s2。
(1)C (2); ;(3);
【解析】:(1)为保证小盘和砝码的重力为小车的拉力,则需要平衡摩擦力,平衡摩擦力时不需要栓其它的物体,也不需要重新平衡摩擦力,故B错误,实验先接通电源后释放小车,故A错误,本实验需要小盘和砝码的质量远小于小车的质量,故C正确,探究的是加速度和力的关系,力来源于小盘和砝码的重力,故探究的是a-m2的关系,故D答案错误。
(2)根据牛顿第二定律可得:可得:,根据图像斜率可得:解得kg,根据图像截距可得代入数据得。
(3)当砝码和盘的重力越来越大时,可以把小车和小盘和砝码看为一个整体,最大加速度为g,故极限值为10m/s2。
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质量为M的木块位于粗糙水平桌面上,若用大小为F的水平恒力拉木块,其加速度为a.当拉力方向不变,大小变为2F时,木块的加速度为a',则
A.a'=a B.a'<2a C.a'>2a D.a'=2a