Question

某实验小组用DIS来研究物体加速度与力的关系，实验装置如图甲所示．其中小车和位移传感器的总质量为M，所挂钩码总质量为m，轨道平面及小车和定滑轮之间的绳子均水平，不计轻绳与滑轮之间的摩擦及空气阻力，重力加速度为g．用所挂钩码的重力mg作为绳子对小车的拉力F，小车加速度为a，通过实验得到的图线如图乙所示．

（1）保持小车的总质量M不变，通过改变所挂钩码的质量m，多次重复测量来研究小车加速度a与F的关系．这种研究方法叫       ．（填下列选项前的字母）

A．微元法

B．等效替代法

C．控制变量法

D．科学抽象法

（2）若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为       ．

（3）由图乙求出M=     kg；水平轨道对小车摩擦力f=      N．

Answer

（1）C；（2）；（3）；

【解析】试题分析：（1）探究加速度与力、质量关系实验需要采用控制变量法，故选C。

（2）由牛顿第二定律得：，当趋向于无穷大时，趋向于0，加速度a趋向于g，由此可知，若m不断增大，图乙中曲线部分不断延伸，那么加速度a趋向值为g。

（3）由牛顿第二定律得：，图象的斜率：，则：，当时，。

考点：探究加速度与物体质量、物体受力的关系

【名师点睛】探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，应用牛顿第二定律是解题的关键，应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式可以求出质量与摩擦力。