Question

14．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．

①下列做法正確的是AD（填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上
C．實(shí)驗(yàn)時，先放開木塊再接通打點(diǎn)計時器的電源
D．通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
②為使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運(yùn)動時受到的拉力，應(yīng)滿足的條件是砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于木塊和木塊上砝碼的總質(zhì)量（填遠(yuǎn)大于，遠(yuǎn)小于，或近似于）
③甲、乙兩同學(xué)在同一實(shí)驗(yàn)室，各取一套圖1的裝置放在水平桌面上，木塊上均不放砝碼，在沒有平衡摩擦力的情況下，研究加速度a與拉力F的關(guān)系，分別得到圖2中甲、乙兩條直線．設(shè)甲、乙用的木塊質(zhì)量分別為m_甲，m_乙．甲、乙用的木塊與木板間的動摩擦因數(shù)分別為μ_甲，μ_乙，由圖象可知，m_甲小于m_乙；μ_甲大于μ_乙（填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 ①實(shí)驗(yàn)要保證拉力等于小車受力的合力，要平衡摩擦力，細(xì)線與長木板平行；
②砝碼桶及桶內(nèi)砝碼加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需減小加速度，即減小砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量；
③a-F圖象的斜率表示加速度的倒數(shù)；求解出加速度與拉力F的表達(dá)式后結(jié)合圖象分析得到動摩擦因素情況．

解答 解：①A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�木塊的細(xì)繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴木塊上，故B錯誤；  
C、實(shí)驗(yàn)時，先接通打點(diǎn)計時器的電源再放開木塊，故C錯誤； 
D、根據(jù)平衡條件可知，與質(zhì)量大小無關(guān)，當(dāng)通過增減木塊上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度，故D正確；
選擇：AD；
②按照教材上的理論若以砝碼桶及砝碼作為小木塊的外力，則有 a=$\frac{mg}{M}$，而實(shí)際實(shí)驗(yàn)過程中砝碼桶及砝碼也與小木塊一起做勻加速運(yùn)動，即對砝碼桶及砝碼有mg-T=ma，對小木塊有T=Ma．綜上有：小物塊的實(shí)際的加速度為 a=$\frac{mg}{M+m}＜\frac{mg}{M}$，只有當(dāng)m＜＜M時，才能有效的保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性；
③當(dāng)沒有平衡摩擦力時有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即圖線斜率為$\frac{1}{m}$，縱軸截距的大小為μg．
觀察圖線可知m_甲小于m_乙，μ_甲大于μ_乙；
故答案為：①AD； ②遠(yuǎn)小于；③小于，大于．

點(diǎn)評 本題主要考察“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)，要明確實(shí)驗(yàn)原理，特別是要明確系統(tǒng)誤差的來源，知道減小系統(tǒng)誤差的方法．