Question

12．某实验小组利用图1的装置探究加速度与力、质量的关系，

（1）下列做法正确的是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，将装有砝码的砝码盘通过定滑轮拴在木块上
C、实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D、增减木块上的砝码改变木块的质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（2）为使砝码盘及盘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盘及盘内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量．（填“远大于”，“远小于”，或“近似等于”）
（3）某次实验，保持木块所受的合外力相同，测量不同质量的木块在相同的力作用下的加速度，根据实验数据描绘出a-m图象如图甲所示，由于这条曲线是不是双曲线并不容易确定，因此不能确定a与m成反比，紧接着该同学作了a-$\frac{1}{m}$图象如图乙所示
①根据a-$\frac{1}{m}$图象是过坐标原点的直线，因此可判断出a与$\frac{1}{m}$成正比，即a与m成反比；
②根据图象可以得到物体受到的外力为0.115N．

Answer 1

分析 （1）实验要保证拉力等于小车受力的合力，要平衡摩擦力，细线与长木板平行；
（2）砝码桶及桶内砝码加速下降，失重，拉力小于重力，加速度越大相差越大，故需减小加速度，即减小砝码桶及桶内砝码的总质量；
（3）分析图示图象得出结论，应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图示图象求出物体受到的外力．

解答 解：（1）A、调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，否则拉力不会等于合力，故A正确；
B、在调节模板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不应悬挂“重物”，故B错误；  
C、打点计时器要“早来晚走”即实验开始时先接通打点计时器的电源待其平稳工作后再释放木块，而当实验结束时应先控制木块停下再停止打点计时器，故C错误；
D、平衡摩擦力后，有：mgsinθ=μmgcosθ，即μ=tanθ，与质量无关，故通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确；
故选：AD；
（2）由牛顿第二定律得，对系统：a=$\frac{mg}{M+m}$，对小车：T=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，只有当m＜＜M时，T≈mg，因此实验要控制：砝码盘及盘内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量．
（3）①由图示图象可知，a-$\frac{1}{m}$图象是过坐标原点的直线，由此可知，a与$\frac{1}{m}$成正比，即a与m成反比；
②由牛顿第二定律得：a=$\frac{1}{m}$F，则a-$\frac{1}{m}$图象的斜率：k=F=$\frac{0.6}{5.2}$≈0.115N，即物体受到的外力为0.115N；
故答案为：（1）AD；（2）远小于；（3）①正；②0.115．

点评 本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，考查了实验注意事项、实验数据处理，要明确实验原理，特别是要明确系统误差的来源，知道减小系统误差的方法．