Question

貝貝和晶晶在探究牛頓第二定律的過程中分別采用了以下方案：兩人都在水平桌面上放上一端帶有定滑輪的長(zhǎng)木板，將相同質(zhì)量的滑塊放在木板上后，貝貝在滑塊上用繩子連接重物A；晶晶則直接在滑塊上施加豎直向下的拉力F．物體A受的重力和拉力F大小相同，如圖1所示．不計(jì)物體與長(zhǎng)木板間的摩擦，也不計(jì)繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩擦，若m₁運(yùn)動(dòng)的加速度為a₁，m₂運(yùn)動(dòng)的加速度為a₂，那么：

（1）a₁和a₂的大小關(guān)系是

a₁＜a₂

；
（2）在上面的探究過程中，若物體與長(zhǎng)木板間的摩擦不能忽略，貝貝的方案中如何才能將實(shí)驗(yàn)誤差減小，請(qǐng)你至少說出兩條：①

將木板的左端墊高以平衡摩擦力

，②

讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量

．
（3）若貝貝通過改變拉繩的重物A的質(zhì)量進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，并根據(jù)記錄的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描出如圖2所示的F-a圖象，則該圖象表明貝貝實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是

沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力

．

Answer 1

分析：根據(jù)牛頓第二定律列方程表示出兩個(gè)木塊的加速度然后比較大��；
小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
由F-a圖象知拉力F達(dá)到一定值后才開始有加速度．

解答：解：（1）根據(jù)牛頓第二定律：m₁運(yùn)動(dòng)的加速度為a₁=

GA

m1+mA

m₂運(yùn)動(dòng)的加速度為a₂=

F

m2

F=G_A，故a₁＜a₂；
（2）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；
設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
鉤碼有：mg-F=ma   ②
F=

mg

M+m

?M=

mg

1+ m M

由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，夠碼的重力等于繩子的拉力即為小車是合外力．
故為了減小誤差采取的措施有①將木板的左端墊高以平衡摩擦力；②讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量；③多次測(cè)量取平均值等等．
（3）由F-a圖象知拉力F達(dá)到一定值后才開始有加速度，說明貝貝實(shí)驗(yàn)中可能存在的問題是：沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力．
故答案為：（1）a₁＜a₂；（2）①將木板的左端墊高以平衡摩擦力；②讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量；③多次測(cè)量取平均值等等．
（3）沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力．

點(diǎn)評(píng)：要明確此題在驗(yàn)證合外力的功與動(dòng)能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實(shí)驗(yàn)原理，明確實(shí)驗(yàn)?zāi)康�，根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測(cè)量的物理量及實(shí)驗(yàn)時(shí)的注意事項(xiàng)．