Question

16．貝貝和晶晶在探究牛頓第二定律的過程中分別采用了以下方案：兩人都在水平桌面上放上一端帶有定滑輪的長木板，將相同質(zhì)量的滑塊放在木板上后，貝貝在滑塊上用繩子連接重物A；晶晶則直接在滑塊上施加豎直向下的拉力F．物體A受的重力和拉力F大小相同，如圖1所示．不計物體與長木板間的摩擦，也不計繩的質(zhì)量及繩與滑輪的摩擦，若m₁運動的加速度為a₁，m₂運動的加速度為a₂，那么：

（1）a₁小于a₂（填大于、小于或等于））
（2）在上面的探究過程中，若物體與長木板間的摩擦不能忽略，貝貝的方案中如何才能將實驗誤差減小，請你至少說出一種方法：①將木板的左端墊高以平衡摩擦力；②讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量；③多次測量取平均值等等；
（3）若貝貝通過改變拉繩的重物A的質(zhì)量進(jìn)行多次實驗，并根據(jù)記錄的實驗數(shù)據(jù)描出如圖2所示的F-a圖象，則該圖象表明貝貝實驗中可能存在的問題是沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力．

Answer 1

分析 根據(jù)牛頓第二定律列方程表示出兩個木塊的加速度然后比較大�。�
小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次要想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，必須要滿足鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．
由F-a圖象知拉力F達(dá)到一定值后才開始有加速度．

解答 解：（1）根據(jù)牛頓第二定律：m₁運動的加速度為：a₁=$\frac{{G}_{A}}{{m}_{1}+{m}_{A}}$
m₂運動的加速度為：a₂=$\frac{F}{{m}_{2}}$
F=G_A，故a₁＜a₂；
（2）小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma…①
鉤碼有：mg-F=ma…②
F=$\frac{mg}{M+m}$•M=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
由此可知當(dāng)M＞＞m時，夠碼的重力等于繩子的拉力即為小車是合外力．
故為了減小誤差采取的措施有①將木板的左端墊高以平衡摩擦力；②讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量；③多次測量取平均值等等．
（3）由F-a圖象知拉力F達(dá)到一定值后才開始有加速度，說明貝貝實驗中可能存在的問題是：沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力．
故答案為：（1）小于；（2）①將木板的左端墊高以平衡摩擦力；②讓滑塊的質(zhì)量遠(yuǎn)人于拉繩的重物的質(zhì)量；③多次測量取平均值等等．
（3）沒有平衡滑塊與木板間的摩擦力．

點評 要明確此題在驗證合外力的功與動能變化間的關(guān)系中用到的原理，圍繞實驗原理，明確實驗?zāi)康�，根�?jù)相應(yīng)的物理規(guī)律可知需要測量的物理量及實驗時的注意事項．