Question

18．某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系．

（1）下列做法正确的是（填字母代号）AD
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块
D．每次增减木块上的砝码改变质量时，都需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于（填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）木块和木块上砝码的总质量．
（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套如图所示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码，在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到如图2所示中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲、μ_乙，由图可知，m_甲小于m_乙，μ_甲大于μ_乙．（以上两空均选填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理及操作中的注意事项逐项分析，得出正确的答案；
（2）根据牛顿第二定律，运用整体法和隔离法求出拉力的表达式，从而确定砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力应满足的条件；
（3）根据牛顿第二定律求出加速度与F的关系式，结合图线的斜率和截距比较木块质量的大小及动摩擦因数的大小

解答 解：（1）探究加速度与力、质量的关系时，牵引木块的细绳应与长木板平行；平衡摩擦力时应不挂砝码桶；对于打点计时器，应先接通电源，再放开木块；平衡摩擦力后，改变木块上砝码的质量，不需要重新平衡摩擦力．选项A、D正确，选项B、C错误．
故选：AD
（2）对于系统，根据牛顿第二定律，有a=$\frac{mg}{M+m}$，牵引小车的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$．要使F=mg，则M≈M+m，即要求m＜＜M．
（3）对于木块，根据牛顿第二定律，得a=$\frac{F-μMg}{M}=\frac{F}{M}$-μg，故a-F图象的斜率反映了木块质量的倒数．有$\frac{1}{{m}_{甲}^{\;}}＞\frac{1}{{m}_{乙}^{\;}}$，所以m_甲＜m_乙．当F=0时，a=-μg，即a-F图在a轴上的截距为-μg，所以-μ_甲g＜-μ_乙g，即${μ}_{甲}^{\;}＞{μ}_{乙}^{\;}$
故答案为：（1）AD；（2）远小于； （3）小于，大于

点评 对于图线问题，一般的解题思路是通过物理规律得出两个物理量之间的函数关系，结合图线的斜率和截距进行分析求解．