Question

10．某學習小組欲探究物體的加速度與力、質量的關系，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車的質量用M表示，鉤碼的質量用m表示，要順利完成該實驗，則：
（1）還需要的測量工具有天平、刻度尺．
（2）為使小車所受合外力等于細線的拉力，應采取的措施是平衡摩擦力；要使細線的拉力約等于鉤碼的總重力，應滿足的條件是M＞＞m．

Answer 1

分析 （1）根據2ax=${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$和F=ma可知需要的測量工具有刻度尺和天平；
（2）根據F_T=M$\frac{mg}{m+M}$=mg可知必需平衡摩擦力且要滿足M＞＞m；

解答 解：（1）根據2ax=${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$可得a=$\frac{{v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}}{2x}$
而利用某段時間內的平均速度等于該段時間內的中點時刻的速度，所以要求加速度a，就要求某段時間內的初速度和末速度，而要求初速度和末速度就要測量位移，故要用到刻度尺．
根據牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車的質量，故要利用天平測物體的質量．
故需要的測量工具有刻度尺和天平．
（2）為使小車所受合外力等于細線的拉力，所以必需有小車的重力沿軌道的分力等于軌道對小車的摩擦力，所以做實驗時必需平衡摩擦力．
以鉤碼作為研究對象有mg-F_T=ma
以小車作為研究對象有F_T=Ma
聯(lián)立以上兩式可得F_T=M$\frac{mg}{m+M}$要繩子的拉力等于鉤碼的重力，即$\frac{Mmg}{m+M}$=mg，
故$\frac{M}{m+M}$=1，則有M＞＞m
故答案為：（1）天平、刻度尺；（2）平衡摩擦力、M＞＞m

點評 掌握實驗原理是正確解決實驗題目的前提條件，知道實驗時要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或過平衡摩擦力都是錯誤的．