Question

11．在驗(yàn)證牛頓第二定律的實(shí)驗(yàn)中：
（1）某組同學(xué)用如圖（甲）所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中不需要和不正確的是B
①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對小車的拉力
②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④實(shí)驗(yàn)中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車，然后再開打點(diǎn)計(jì)時器的電源
A．①③⑤B．②③⑤C．③④⑤D．②④⑤

（2）某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，畫出a-F圖如圖（乙）所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問題可能是B
A．實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太小  
B．實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太大
C．實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒有跟平板平行  
D．實(shí)驗(yàn)中不滿足“砂桶和砂的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量”的條件．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，需要平衡摩擦力，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．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(diǎn)計(jì)時器的電源，再放開小車．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打出的紙帶求出．
（2）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板墊起的傾角過大．

解答 解：（1）①實(shí)驗(yàn)首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細(xì)繩對小車的拉力，故①正確；
②平衡摩擦力的方法就是，小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶，把小車放在斜面上給小車一個初速度，看小車能否做勻速直線運(yùn)動；故②不正確；
③由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量即改變拉小車?yán)�力，不需要重新平衡摩擦力，故③不需要�?br />④實(shí)驗(yàn)中，要保證塑料桶和所添加砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣才能使得塑料桶和所添加砝碼的總重力近似等于細(xì)繩對小車的拉力，所以實(shí)驗(yàn)中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力，故④正確；
⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后放開小車，故⑤不正確；
因此不需要和不正確的有②③⑤，故選：B．
（2）由圖乙所示a-F圖象可知，圖象在縱軸上有截距，說明力為零時小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度，施加拉力前小車受到的合力不為零，這是由過度平衡摩擦力造成的，即實(shí)驗(yàn)中平衡摩擦力時木板墊起的傾角過大，故B正確．
故選：B．
故答案為：（1）B；（2）B．

點(diǎn)評 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析，知道實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．