Question

如圖甲所示為“驗證牛頓運動定律”實驗裝置圖．圖甲中A為小車，B為裝有砝碼的小桶，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點計時器相連，計時器接50Hz交流電．小車的質量為m₁，小桶（及砝碼）的質量為m₂．

①下列說法正確的是

 

A．每次改變小車質量時，應重新平衡摩擦力
B．實驗時應先釋放小車后接通電源
C．本實驗m₂應遠大于m₁
D．在用圖象探究加速度與質量關系時，應作a-

1

m1

圖象
②實驗時，某同學由于疏忽，遺漏了平衡摩擦力這一步驟，他測量得到的a-F圖象可能是圖乙中的圖線

 

．（選填“1”“2”或“3”）

Answer 1

分析：（1）實驗時需要提前做的工作有兩個：①平衡摩擦力，且每次改變小車質量時，不用重新平衡摩擦力，因為f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了．②讓小車的質量M遠遠大于小桶（及砝碼）的質量m，因為：際上繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故應該是m＜＜M，而當m不再遠遠小于M時a=

mg

M+m

=

g

1+ M  m

，
隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g．
（2）如果沒有平衡摩擦力的話，就會出現當有拉力時，物體不動的情況．

解答：解：（1）A：平衡摩擦力，假設木板傾角為θ，則有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m約掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A錯誤．
B：實驗時應先接通電源后釋放小車，故B錯誤．
C：讓小車的質量M遠遠大于小桶（及砝碼）的質量m，因為：際上繩子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
故應該是m＜＜M，而當m不再遠遠小于M時a=

mg

M+m

=

g

1+ M  m

，隨m的增大物體的加速度逐漸減小且無限趨近于g，故C錯誤．
D：F=ma，所以：a=

F

m1

，當F一定時，a與

1

m1

成正比，故D正確．
（2）遺漏了平衡摩擦力這一步驟，就會出現當有拉力時，物體不動的情況．故圖線為3．
故答案為：（1）D；（2）3

點評：會根據實驗原理分析分析為什么要平衡摩擦力和讓小車的質量M遠遠大于小桶（及砝碼）的質量m，且會根據原理分析實驗誤差．