Question

12．某實驗小組利用圖1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
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，將裝有砝碼的砝碼盤通過定滑輪拴在木塊上
C、實驗時，先放開木塊再接通打點計時器的電源
D、增減木塊上的砝碼改變木塊的質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度
（2）為使砝碼盤及盤內(nèi)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(yīng)滿足的條件是砝碼盤及盤內(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“近似等于”）
（3）某次實驗，保持木塊所受的合外力相同，測量不同質(zhì)量的木塊在相同的力作用下的加速度，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)描繪出a-m圖象如圖甲所示，由于這條曲線是不是雙曲線并不容易確定，因此不能確定a與m成反比，緊接著該同學(xué)作了a-$\frac{1}{m}$圖象如圖乙所示
①根據(jù)a-$\frac{1}{m}$圖象是過坐標(biāo)原點的直線，因此可判斷出a與$\frac{1}{m}$成正比，即a與m成反比；
②根據(jù)圖象可以得到物體受到的外力為0.115N．

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(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；
（3）分析圖示圖象得出結(jié)論，應(yīng)用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖示圖象求出物體受到的外力．

解答 解：（1）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，否則拉力不會等于合力，故A正確；
B、在調(diào)節(jié)模板傾斜度平衡木塊受到的滑動摩擦力時，不應(yīng)懸掛“重物”，故B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(dāng)實驗結(jié)束時應(yīng)先控制木塊停下再停止打點計時器，故C錯誤；
D、平衡摩擦力后，有：mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，與質(zhì)量無關(guān)，故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；
故選：AD；
（2）由牛頓第二定律得，對系統(tǒng)：a=$\frac{mg}{M+m}$，對小車：T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，只有當(dāng)m＜＜M時，T≈mg，因此實驗要控制：砝碼盤及盤內(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．
（3）①由圖示圖象可知，a-$\frac{1}{m}$圖象是過坐標(biāo)原點的直線，由此可知，a與$\frac{1}{m}$成正比，即a與m成反比；
②由牛頓第二定律得：a=$\frac{1}{m}$F，則a-$\frac{1}{m}$圖象的斜率：k=F=$\frac{0.6}{5.2}$≈0.115N，即物體受到的外力為0.115N；
故答案為：（1）AD；（2）遠(yuǎn)小于；（3）①正；②0.115．

點評 本題主要考察“驗證牛頓第二定律”的實驗，考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，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．