Question

10．某实验小组利用图1示的装置探究加速度与力、质量的关系．

（1）下列做法正确的是AD
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量．（选填“远大于”“远小于”或“近似等于”）
（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线，设甲、乙用的木块质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲、μ_乙，由图可知，m_甲小于m_乙，μ_甲大于μ_乙．（选填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
（2）砝码桶及桶内砝码加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需减小加速度，即减小砝码桶及桶内砝码的总质量；
（3）a-F图象的斜率表示加速度的倒数；求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况．

解答 解：（1）A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，可以使木块受到的拉力等于绳子上的拉力．故A正确．
B、平衡摩擦力时，应将绳从木块上拿去，轻轻推动木块，木块沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断木块是否匀速运动．故B错误．
C、实验时，如果先放开木块，再接通打点计时器电源，由于木块运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，所以应该先接通电源，再放开木块．故C错误
D、每次改变木块上的砝码改变质量时，木块的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故D正确．
故选：AD
（2）按照教材上的理论若以砝码桶及砝码作为小木块的外力，则有 a=$\frac{mg}{M}$，而实际实验过程中砝码桶及砝码也与小木块一起做匀加速运动，即对砝码桶及砝码有mg-T=ma，对小木块有T=Ma．综上有：小物块的实际的加速度为 a=$\frac{mg}{M+m}＜\frac{mg}{M}$，只有当m＜＜M时，才能有效的保证实验的准确性；
（3）当没有平衡摩擦力时有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即图线斜率为$\frac{1}{m}$，纵轴截距的大小为μg．可知斜率越大，质量越小；纵轴截距越大，动摩擦因数越大．观察图线可知m_甲＜m_乙，μ_甲＞μ_乙；
故答案为：（1）AD；（2）远小于；（3）小于，大于

点评 本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法