Question

18．某實驗小組利用如圖1所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（填字母代號）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，先接通打點計時器的電源再放開木塊
D．每次增減木塊上的砝碼改變質量時，都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（填“遠大于”、“遠小于”或“近似等于”）木塊和木塊上砝碼的總質量．
（3）甲、乙兩同學在同一實驗室，各取一套如圖所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，分別得到如圖2所示中甲、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．（以上兩空均選填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）根據實驗的原理及操作中的注意事項逐項分析，得出正確的答案；
（2）根據牛頓第二定律，運用整體法和隔離法求出拉力的表達式，從而確定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；
（3）根據牛頓第二定律求出加速度與F的關系式，結合圖線的斜率和截距比較木塊質量的大小及動摩擦因數的大小

解答 解：（1）探究加速度與力、質量的關系時，牽引木塊的細繩應與長木板平行；平衡摩擦力時應不掛砝碼桶；對于打點計時器，應先接通電源，再放開木塊；平衡摩擦力后，改變木塊上砝碼的質量，不需要重新平衡摩擦力．選項A、D正確，選項B、C錯誤．
故選：AD
（2）對于系統，根據牛頓第二定律，有a=$\frac{mg}{M+m}$，牽引小車的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$．要使F=mg，則M≈M+m，即要求m＜＜M．
（3）對于木塊，根據牛頓第二定律，得a=$\frac{F-μMg}{M}=\frac{F}{M}$-μg，故a-F圖象的斜率反映了木塊質量的倒數．有$\frac{1}{{m}_{甲}^{\;}}＞\frac{1}{{m}_{乙}^{\;}}$，所以m_甲＜m_乙．當F=0時，a=-μg，即a-F圖在a軸上的截距為-μg，所以-μ_甲g＜-μ_乙g，即${μ}_{甲}^{\;}＞{μ}_{乙}^{\;}$
故答案為：（1）AD；（2）遠小于； （3）小于，大于

點評 對于圖線問題，一般的解題思路是通過物理規律得出兩個物理量之間的函數關系，結合圖線的斜率和截距進行分析求解．