Question

3．某實驗小組利用圖示的裝置探究加速度與力、質量的關系：

（1）下列做法正確的是AD（填字母代號）
A、調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行
B、在調節(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、實驗時，先放開木塊，再接通打點計時器的電源
D、通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度
（2）為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于木塊運動時受到的拉力，應滿足的條件是砝碼桶及桶內砝碼的總質量遠小于（填“遠大于”，“遠小于”，或“近似等于”）木塊和木塊上砝碼的總質量．
（3）甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套圖示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的關系，分別得到圖中甲、乙兩條直線，設甲、乙用的木塊質量分別為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）實驗要保證拉力等于小車受力的合力，要平衡摩擦力，細線與長木板平行；
（2）砝碼桶及桶內砝碼加速下降，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砝碼的總質量；
（3）a-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的表達式后結合圖象分析得到動摩擦因素情況．

解答 解：（1）A、調節(jié)滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應懸掛“重物”，故B選項錯誤；
C、打點計時器要“早來晚走”即實驗開始時先接通打點計時器的電源待其平穩(wěn)工作后再釋放木塊，而當實驗結束時應先控制木塊停下再停止打點計時器，故C選項錯誤；
D平衡摩擦力后，有mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質量無關，故通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節(jié)木板傾斜度，故D正確；
故選：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=$\frac{mg}{M}$，而實際實驗過程中砝碼桶及砝碼也與小木塊一起做勻加速運動，即對砝碼桶及砝碼有mg-T=ma，對小木塊有T=Ma．綜上有：小物塊的實際的加速度為 a=$\frac{mg}{M+m}＜\frac{mg}{M}$，只有當m＜＜M時，才能有效的保證實驗的準確性；
（3）當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（1）AD； （2）遠小于；（3）小于，大于

點評 本題主要考察“驗證牛頓第二定律”的實驗，要明確實驗原理，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．