Question

【題目】某同學用如圖甲所示的實驗裝置來“探究a與F、m之間的定量關系”：

(1)實驗時，必須先平衡小車與木板之間的摩擦力．關于平衡摩擦力的操作方法，下列說法正確的是_______．

A．要保持砂桶和小車始終相連

B．逐漸墊高木板右側，直到小車恰好開始滑動

C．逐漸墊高木板右側，直到輕推小車能讓小車恰好勻速滑動

D．每次改變小車內砝碼的數量，都要重新平衡摩擦力

(2)如果該同學平衡好了摩擦力，保持小車的質量M不變，多次改變砂桶與砂的總重力F(砂的質量最終達到M)，分別測小車加速度a，根據得到的數據，在a一F圖象中描點得到的圖像應如圖乙中________，簡述你的判斷依據：____________________________．

(3)該同學又設計了如圖丙所示的裝置來進行實驗．在自制的雙層架子上固定帶有刻度標記的木板，架子放在水平桌面上，兩輛相同小車質量均為M(足夠大)，兩個相同托盤質量均為m0，每個砝碼的質量均為m．實驗主要操作步驟如下：

①平衡車子與木板間的摩擦力；

②讓兩輛小車緊靠右邊的擋板，記下小車前端刻度尺讀數s0，在乙托盤中放入1個砝碼，在甲托盤中放入2個砝碼；

③同時釋放兩小車，當小車運動一段時間后(未到滑輪處)，用手機對整個裝置進行拍照，讀出照片中甲、乙小車前端刻度尺讀數，分別為s1、s2.

根據本實驗方案的原理，在本次實驗中驗證表達式___________(用題中所給物理量表示)成立，多次實驗后即可驗證“物體質量一定時，加速度與所受合外力成正比”．

Answer 1

【答案】 C C 平衡好了摩擦力，則a與F成正比，圖象過原點；砂的質量太大，不再滿足遠小于小車的質量

【解析】（1）平衡摩擦力的方法就是，不掛鉤碼，讓小車與紙帶相連，墊高木板右側直到小車在斜面上做勻速直線運動，故AB錯誤，C正確；每次改變小車內砝碼的數量，不需要重新平衡摩擦力，故D錯誤。所以選C。

（2）如果已經平衡摩擦力，則剛開始a-F的圖象是一條過原點的直線，不斷往桶里加砂，砂的質量最終達到，不能滿足砂和砂桶的質量遠遠小于小車的質量，此時圖象發生彎曲，故C正確，ABD錯誤。所以選C。

（3）已知兩小車運動的時間相同，根據，可得： 、，若滿足： ，聯立可得： ，則表明小車的質量一定時，其小車的加速度與合力成正比。