Question

10．某實驗小組利用圖1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
A．調節滑輪的高度，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．通過增減木塊上的砝碼改變質量時，不需要重新調節木板傾斜度
（2）為使砝碼桶及桶內砝碼的總重力在數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木塊和木塊上砝碼的總質量．（選填“遠大于”“遠小于”或“近似等于”）
（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2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分別為μ_甲、μ_乙，由圖可知，m_甲小于m_乙，μ_甲大于μ_乙．（選填“大于”“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
（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；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、調節滑輪的高度，使牽引木塊的細繩與長木板保持平行，可以使木塊受到的拉力等于繩子上的拉力．故A正確．
B、平衡摩擦力時，應將繩從木塊上拿去，輕輕推動木塊，木塊沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷木塊是否勻速運動．故B錯誤．
C、實驗時，如果先放開木塊，再接通打點計時器電源，由于木塊運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數據的采集和處理，所以應該先接通電源，再放開木塊．故C錯誤
D、每次改變木塊上的砝碼改變質量時，木塊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．可知斜率越大，質量越小；縱軸截距越大，動摩擦因數越大．觀察圖線可知m_甲＜m_乙，μ_甲＞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，特別是要明確系統誤差的來源，知道減小系統誤差的方法