Question

18．如圖甲為探究“加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗裝置示意圖．

（1）下列做法正確的是AC（填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與長木板保持平行
B．在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的摩擦力時，應(yīng)將沙桶通過定滑輪拴接在小車上
C．通過增減小車上的砝碼改變小車質(zhì)量M時，不需要重新調(diào)節(jié)木板的傾斜程度
D．求小車運(yùn)動的加速度時，可用天平測出沙和沙桶的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M，直接用公式a=$\frac{mg}{M}$求出
（2）某同學(xué)想用沙和沙桶的重力mg表示小車受到的合外力F，需要使沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（填遠(yuǎn)大于，遠(yuǎn)小于或近似于），該同學(xué)在保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變對小車的拉力，由實(shí)驗數(shù)據(jù)作出a-F圖象如圖乙所示，圖線不過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力過度，，小車的質(zhì)量為2kg．

Answer 1

分析 探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．根據(jù)牛頓第二定律求出繩子拉力與砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總重力的關(guān)系，判斷出在什么情況下砝碼盤及盤內(nèi)砝碼的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動時受到的拉力，由a=$\frac{F}{M}$可知，圖象的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)．

解答 解：（1）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的�?xì)繩與長木板保持平行．故A正確；
B、在調(diào)節(jié)木板傾斜度平衡小車受到的滑動摩擦力時，不能將裝有砝碼的砝碼桶通過定滑輪拴在小車上．故B錯誤；
C、通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要重新調(diào)節(jié)木板傾斜度．故C正確；
D、小車運(yùn)動的加速度由紙帶上的數(shù)據(jù)，使用逐差法求出，不能使用牛頓第二定律．故D錯誤．
故選：AC．
（2）對整體分析，根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，則繩子的拉力F=Ma=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，當(dāng)m＜＜M，即沙和沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車和小車的質(zhì)量時，沙和沙桶的總重力在數(shù)值上近似等于小車運(yùn)動時受到的拉力，
根據(jù)圖象可知，拉力為零時，小車的加速度不為零，可知平衡摩擦力過度，由a=$\frac{F}{M}$可知，圖象的斜率等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，則小車的質(zhì)量為$M=\frac{4}{2.2-0.2}=2kg$
故答案為：（1）AC；②遠(yuǎn)小于；平衡摩擦力過度；2

點(diǎn)評 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗時，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗的實(shí)驗注意事項是正確解題的關(guān)鍵．書本上的實(shí)驗，我們要從實(shí)驗原理、實(shí)驗儀器、實(shí)驗步驟、實(shí)驗數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗注意事項這幾點(diǎn)去搞清楚．對于實(shí)驗中要注意的事項，要知其原因．