专题限时训练 13 力学实验与创新 时间:45 分钟 1.(2018·武汉华师一附中模拟)为了探究加速度与力、质量的关系,甲、乙、丙三位同学分别设计了如图所示的实验装置,小车总质量用 M 表示(乙图中 M 包括小车与传感器,丙图中 M 包括小车和与小车固连的滑轮),钩码总质量用 m 表示. (1)为便于测量合外力的大小,并得到小车总质量一定时,小车的加速度与所受合外力成正比的结论,下列说法正确的是( ) A.三组实验中只有甲需要平衡摩擦力 B.三组实验都需要平衡摩擦力 C.三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件 D.三组实验都需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件 BC (2)若乙、丙两位同学发现某次测量中力传感器和测力计读数相同,通过计算得到小车加速度均为 a,a=13g,g 为当地重力加速度,则乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 1 2,乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为 1 2
解析:(1)为了便于测量合外力的大小,甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力,而乙图是力传感器的示数,丙图则是测力计的 2 倍,因此它们都必须平衡摩擦力,故 A 错误,B 正确;由于甲图通过钩码的总质量对应的重力即为合外力,因此三组实验中只有甲需要满足所挂钩码的总质量 m 远小于小车的总质量 M 的条件,故 C 正确,D 错误. (2)根据牛顿第二定律,则有:F=M 乙a,2F=M 丙a;因此乙、丙两人实验时所用小车总质量之比为 12;由牛顿第二定律,对砝码进行研究,则有 m 乙g-F=m 乙a,而 m 丙g-F=m 丙2a,因 a=13g,解得 m 乙 m 丙=1 2;即乙、丙两人实验用的钩码总质量之比为 1 2
2.小白用如图所示的装置验证“力的平行四边形定则”,其部分实验操作如下. (1)请完成下列相关