Question

16．在探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）除圖中所示的實(shí)驗(yàn)器材外，還需要的測(cè)量工具有刻度尺、天平；
（2）為使小車(chē)所受合力約等于鉤碼所受的總重力，應(yīng)滿足的條件是：AB；
A．適當(dāng)墊高木板，以平衡小車(chē)下滑過(guò)程中的摩擦力
B．讓小車(chē)的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的總重量m
C．實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)讓小車(chē)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端
D．讓木板的長(zhǎng)度盡可能大些
（3）如圖2是某些同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)畫(huà)出的兩個(gè)圖象，下列說(shuō)法中正確的是：AD．
A．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
B．形成圖甲的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小
C．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大
D．形成圖乙的原因是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小．

Answer 1

分析 （1）探究“加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平；
（2）根據(jù)F_T=≈$\frac{Mmg}{M+m}$可知必需平衡摩擦力且要滿足M＞＞m；
（3）a-F圖象時(shí)縱軸有截距是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大，橫軸有截距是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車(chē)的質(zhì)量，故要利用天平測(cè)物體的質(zhì)量．
故需要的測(cè)量工具還有天平．
（2）A、為使小車(chē)所受合外力等于細(xì)線的拉力，所以必需有小車(chē)的重力沿軌道的分力等于軌道對(duì)小車(chē)的摩擦力，所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)必需平衡摩擦力，故A正確；
B、以鉤碼作為研究對(duì)象有mg-F_T=ma
以小車(chē)作為研究對(duì)象有F_T=Ma
聯(lián)立以上兩式可得F_T=$\frac{Mmg}{M+m}$
要繩子的拉力等于鉤碼的重力，即$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$≈mg，
則有M＞＞m；故B正確，
CD、實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)讓小車(chē)盡量靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一端以及讓木板的長(zhǎng)度盡可能大些對(duì)為使小車(chē)所受合力約等于鉤碼所受的總重力，故CD錯(cuò)誤．
故選：AB
（3）A、由圖可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0，所以沒(méi)有作用力時(shí)，小車(chē)已經(jīng)有加速度，原因可能是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)大，故A正確，B錯(cuò)誤；
C、由圖可知，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0，原因可能是平衡摩擦力時(shí)長(zhǎng)木板傾角過(guò)小，故C錯(cuò)誤，D正確；
故選：AD
故答案為：（1）天平；（2）AB；（3）AD

點(diǎn)評(píng) 掌握實(shí)驗(yàn)原理是正確解決實(shí)驗(yàn)題目的前提條件，知道平衡摩擦力的方法以及知道為什么要滿足讓小車(chē)的總質(zhì)量M遠(yuǎn)大于鉤碼的總重量m，能正確進(jìn)行誤差分析．做出的a-F圖象或者a-$\frac{1}{M}$圖象坐標(biāo)軸有截距的時(shí)候，不是平衡摩擦力不足就是平衡摩擦力過(guò)度．