14.如圖甲所示為兩位同學(xué)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”的實驗裝置圖.
(1)實驗中,兩位同學(xué)安裝好實驗裝置后,首先平衡摩擦力,他們將長木板的一端適當(dāng)墊高些后,在不掛砝碼盤的情況下,使小車靠近打點計時器后,先接通電源,后用手輕撥小車,小車便拖動紙帶在木板上自由運動.若打點計時器第一次在紙帶上打出的計時點越來越稀疏(從打出的點的先后順序看),則第二次打點前應(yīng)將長木板底下的小木塊墊的比原先更加低(選填“高”或“低”)些;重復(fù)以上操作步驟,直到打點計時器在紙帶上打出一系列間隔均勻的計時點,便說明平衡摩擦力合適.
(2)平衡摩擦力后,在盤及盤中砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下,兩位同學(xué)可以認(rèn)為砝碼盤(連同砝碼)的總重力近似等于小車的所受的合外力.
(3)接下來,兩位同學(xué)先保持小車的質(zhì)量不變的條件下,研究小車的加速度a與受到的合外力的關(guān)系.如圖乙所示是根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪的小車加速度a與盤和砝碼的總質(zhì)量m之間的實驗關(guān)系圖象.設(shè)圖中直線斜率為k,在縱軸上的截距為b,若牛頓第二定律成立,則小車的質(zhì)量M為$\frac{k}$.(重力加速度g不已知)
(4)然后,兩位同學(xué)在保持小車受到的拉力不變的條件下,研究小車的加速度a與其質(zhì)量M的關(guān)系.他們通過給小車中增加砝碼來改變小車的質(zhì)量M,得到小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)據(jù),畫出a-$\frac{1}{M}$ 圖線后,發(fā)現(xiàn):當(dāng) $\frac{1}{M}$ 較大時,圖線發(fā)生彎曲.于是,兩位同學(xué)又對實驗方案進(jìn)行了進(jìn)一步地修正,避免了圖線的末端發(fā)生彎曲的現(xiàn)象,那么,兩位同學(xué)的修正方案可能是C
A.改畫a與(M+m)的關(guān)系圖線 B.改畫a與 $\frac{m}{M}$ 的關(guān)系圖線
C.改畫a與 $\frac{1}{M+m}$ 的關(guān)系圖線 D.改畫a與 $\frac{1}{(M+m)2}$ 的關(guān)系圖線
(5)探究“物體的加速度與其質(zhì)量、所受合外力的關(guān)系”實驗完成后,兩位同學(xué)又打算測出小車與長木板間的動摩擦因數(shù).于是兩位同學(xué)先取掉了長木板右端墊的小木塊,使得長木板平放在了實驗桌上,并把長木板固定在實驗桌上,具體的實驗裝置如圖丙所示;在砝碼盤中放入適當(dāng)?shù)捻来a后,將小車靠近打點計時器,接通電源后釋放小車,打點計時器便在紙帶上打出了一系列的點,并在保證小車的質(zhì)量M、砝碼(連同砝碼盤)的質(zhì)量m不變的情況下,多次進(jìn)行實驗打出了多條紙帶,分別利用打出的多條紙帶計算出了小車運動的加速度a,并求出平均加速度$\overline{a}$,則小車與長木板間的動摩擦因數(shù)μ=$\frac{mg-(m+M)\overline{a}}{Mg}$.(用m、M、$\overline{a}$、g表示)