Question

17．林玲同学利用图甲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AD．（填字母代号）．
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．在调节木板的倾斜度来平衡木板所受的摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木板上；
C．实验时，先放开木板再接通打点计时器的电源；
D．通过增减木板上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度．

（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）林玲、洪红量两同学在同一实验室，各取一套图甲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，分别得到如图乙中I-U两条直线．设两同学用的木块质量分别为m₁、m₂，用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_Ⅰ、μ_Ⅱ，则由图可知，m₁小于m₂，μ_Ⅰ大于μ_Ⅱ．（填“大于”“小于”或“等于”

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；
③a-F图象的斜率表示加速度的倒数；求解出加速度与拉力F的表达式后结合图象分析得到动摩擦因素情况．

解答 解：①A、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、在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴木块上，故B错误；  
C、实验时，先接通打点计时器的电源再放开木块，故C错误； 
D、根据平衡条件可知，与质量大小无关，当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；
选择：AD；
②按照教材上的理论若以砝码桶及砝码作为小木块的外力，则有 a=$\frac{mg}{M}$，而实际实验过程中砝码桶及砝码也与小木块一起做匀加速运动，即对砝码桶及砝码有mg-T=ma，对小木块有T=Ma．综上有：小物块的实际的加速度为 a=$\frac{mg}{M+m}＜\frac{mg}{M}$，只有当m＜＜M时，才能有效的保证实验的准确性；
③当没有平衡摩擦力时有：T-f=ma，故a=$\frac{1}{m}$T-μg，即图线斜率为$\frac{1}{m}$，纵轴截距的大小为μg．
观察图线可知m₁小于m₂，μ_Ⅰ大于μ_Ⅱ；
故答案为：①AD； ②远小于；③小于，大于．

点评 本题主要考察“验证牛顿第二定律”的实验，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．