Question

8．用如圖甲所示的實驗裝置驗證牛頓第二定律：
（1）下列做法正確的是AD（填字母代號）
A．調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細繩與長木板保持平行
B．在平衡小車受到的滑動摩擦力時，將裝有砂的砂桶通過定滑輪栓在小車上
C．實驗時，先放開小車再接通打點計時器的電源
D．通過增減小車上的砝碼改變質(zhì)量時，不需要再次平衡摩擦力
（2）某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車的質(zhì)量M不變，改變砂桶與砂的總重力F，多次實驗，根據(jù)得到的數(shù)據(jù)，在a-F圖象中描點，如圖乙所示，結(jié)果發(fā)現(xiàn)右側(cè)若干個點明顯偏離直線，造成此結(jié)果的主要原因是砂桶與砂的質(zhì)量沒有遠小于小車的質(zhì)量，若不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a-F圖象中給點連成的曲線將不斷延伸，加速度的趨向值為g．

Answer 1

分析 探究加速度與拉力的關(guān)系實驗時，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．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．
當(dāng)M＞＞m時，鉤碼的重力基本等于繩子的拉力，即小車的合力，當(dāng)不滿足M＞＞m時，拉力和鉤碼的總重力出現(xiàn)明顯的差值，圖線偏離直線．
若所掛鉤碼不斷增加，當(dāng)鉤碼的重力非常大時，它將帶動小車近似做加速度為g 的運動，結(jié)合牛頓第二定律得出繩子拉力的趨向值．

解答 解：（1）A、調(diào)節(jié)滑輪的高度，使?fàn)恳�小車的細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，不能將裝有砂的砂桶通過定滑輪栓在小車上．故B錯誤；
C、實驗時，應(yīng)先接通電源，再釋放小車．故C錯誤；
D、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D正確．
故選：AD．
（2）由于剛開始a-F關(guān)系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg=Ma
得a=$\frac{mg}{M}$，而實際上a′=$\frac{mg}{M+m}$，可見明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的．
因為砂桶與砂的重力在這個實驗中充當(dāng)小車所受到的合外力，當(dāng)砂桶與砂的重力非常大時，它將帶動小車近似做加速度為g 的運動，即不斷增加砂桶中砂的質(zhì)量，a-F圖象中給點連成的曲線將不斷延伸，加速度的趨向值為g．
故答案為：（1）AD；（2）砂桶與砂的質(zhì)量沒有遠小于小車的質(zhì)量；g

點評 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(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后結(jié)合物理規(guī)律去解決實驗問題，知道平衡摩擦力的方法，難度適中．