Question

5．如图（a）所示的实验装置验证牛顿第二定律．

①完成平衡摩擦力的相关内容：
（Ⅰ）若拉小车的细线与木板不平行，则应该调节定滑轮直到细线与木板平行为止．取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻推 （选填“静止释放”或“轻推“）小车，让小车拖着纸带运动．
（Ⅱ）如果打出的纸带如图（b）所示，则应减小 （选填“增大”或“减小”）木扳的倾角．反复调节，直到纸带上打出的点迹间隔均匀，平衡摩擦力才完成．
②某同学实验进得到如图（C）所示的a-F图象，则该同学验证的是：在小车的质量m条件下．加速度a与合力F成正比．

Answer 1

分析 1．探究加速度与力、质量关系实验，小车受到的合力等于砂与砂桶的重力，实验前需要平衡摩擦力；平衡摩擦力时木板倾角要适当，使小车沿斜面重力的分类等于摩擦力，斜面倾角不要过大，否则会导致过平衡摩擦力，时小车受到的合力大于砂与砂桶的重力，a-F图象在纵轴上有截距．
2．根据图象的意义，说明a一F的关系；
在小车质量远大于小桶及砝码质量的情况下，可以近似认为小车受到的合力等于小桶与砝码的重力，如果小车质量没有远大于小桶与砝码的质量，小车受到的合力明显小于小桶与砝码的重力，如果仍然认为小车受到的合力等于小桶与砝码的重力，则加速度与力不成正比，a-F图象不是直线，而是一条曲线．

解答 解：（1）若拉小车的细线与木板不平行，则应该调节定滑轮，使得绳子与木板平行；
平衡摩擦力时，取下砂桶，把木板不带滑轮的一端垫高，接通打点计时器电源，轻推小车，若小车拖着纸带做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡．
从纸带上看出，相等时间内位移越来越大，知小车做加速运动，需减小木板的倾角，直至小车做匀速直线运动，当纸带上打出的点迹间隔均匀，说明小车做匀速直线运动．
（2）该实验中使用了控制变量法，使用在探究a与F的关系时，质量保持不变，即小车的重力一定；由图（c）所示的a-F图象可知，小车的加速度与所受拉力成正比．
故答案为：（1）定滑轮，轻推；减小，间距均匀，（2）小车的质量一定，加速度a与合力F．

点评 本题考查了实验注意事项，实验前要平衡摩擦力，不平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，以及过平衡摩擦力都是错误的．