Question

【题目】某实验小组利用图甲所示的实验装置做探究加速度与合外力、质量关系的实验。

(1)关于下列实验操作，正确的是________。

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.每次小车都要从同一位置开始运动

C.实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源

D.通过增减小车上的砝码改变小车质设后，不需要重新平衡摩擦力

(2)为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是___________；要使细线的拉力等于砝码的总重力，应满足的条件是________。

(3)小组成员中甲、乙两同学先后在同一实验装置中做研究加速度与合外力关系实验，其中一个同学在轨道水平情况下做的实验，而另一个同学在轨道倾斜的情况下做的实验，得到了 a — F图像中①、②两条图线。则图线______ (填"①”或“②”）是在轨道倾斜情况下得到的；小车及车中砝码的总质量m =________kg。

Answer 1

【答案】AD 平衡摩擦力 小车的质量远大于砝码的总质量 ① 2.5kg

【解析】

(1)A、调节滑轮的高度,使牵引小车的细绳与长木板保持平行,所以A选项是正确的;

B、小车的释放位置对该实验没有影响,不要求每次在同一位置,故B错误;

C、实验时先接通电源,再释放小车,故C错误;

D.通过增减小车上的砝码改变质量时,不需要重新平衡摩擦力,即不需要重新调整木板的倾斜程度,所以D选项是正确的.

(2) 为使小车所受合外力等于细线的拉力，应采取的措施是把不带滑轮的一端抬高，平衡小车运动中的摩擦力；

以整体为对象： ，则小车的加速度为：

再以小车及车中的砝码为研究对象，可以求出绳子的拉力，即：

当 可以近似认为

所以要认为绳子拉力等于砂和砂桶的重力，则必须满足条件

(3)由①图象可以知道,当F=0时,加速度不等于零.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高，图线①是在轨道倾斜情况下得到的;在水平轨道上,因为受到摩擦力,拉力不为零时,加速度仍然为零,可以知道图线②是在轨道水平的情况下得到的.

根据牛顿第二定律得解得：,图线的斜率表示质量的倒数,则

故本题答案是：(1). AD (2). 平衡摩擦力 (3). 小车的质量远大于砝码的总质量 (4). ① (5). 2.5kg