Question

如图甲所示为“验证牛顿运动定律”实验装置图．图甲中A为小车，B为装有砝码的小桶，C为一端带有定滑轮的长木板，小车通过纸带与电火花打点计时器相连，计时器接50Hz交流电．小车的质量为m₁，小桶（及砝码）的质量为m₂．

①下列说法正确的是

 

A．每次改变小车质量时，应重新平衡摩擦力
B．实验时应先释放小车后接通电源
C．本实验m₂应远大于m₁
D．在用图象探究加速度与质量关系时，应作a-

1

m1

图象
②实验时，某同学由于疏忽，遗漏了平衡摩擦力这一步骤，他测量得到的a-F图象可能是图乙中的图线

 

．（选填“1”“2”或“3”）

Answer 1

分析：（1）实验时需要提前做的工作有两个：①平衡摩擦力，且每次改变小车质量时，不用重新平衡摩擦力，因为f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了．②让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，故应该是m＜＜M，而当m不再远远小于M时a=

mg

M+m

=

g

1+ M  m

，
随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g．
（2）如果没有平衡摩擦力的话，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．

解答：解：（1）A：平衡摩擦力，假设木板倾角为θ，则有：f=mgsinθ=μmgcosθ，m约掉了，故不需要重新平衡摩擦力．故A错误．
B：实验时应先接通电源后释放小车，故B错误．
C：让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，因为：际上绳子的拉力F=Ma=

M

M+m

mg，
故应该是m＜＜M，而当m不再远远小于M时a=

mg

M+m

=

g

1+ M  m

，随m的增大物体的加速度逐渐减小且无限趋近于g，故C错误．
D：F=ma，所以：a=

F

m1

，当F一定时，a与

1

m1

成正比，故D正确．
（2）遗漏了平衡摩擦力这一步骤，就会出现当有拉力时，物体不动的情况．故图线为3．
故答案为：（1）D；（2）3

点评：会根据实验原理分析分析为什么要平衡摩擦力和让小车的质量M远远大于小桶（及砝码）的质量m，且会根据原理分析实验误差．