Question

测量滑块在运动过程中所受的合外力，是“探究动能定理”实验中要解决的一个重要问题．为此，某同学设计了如下实验方案：
A．用垫块将带有定滑轮的长木板一端适当垫起，
用细绳通过滑轮挂上钩码，如图所示．调整斜面
的倾角，直至轻推滑块后滑块沿斜面向下做匀速运动；
B．保持斜面的倾角不变，取下细绳和钩码，
让滑块沿斜面向下做匀加速运动．
上述实验方案中：
①滑块做匀速直线运动，打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是

等间距

：
②滑块在加速下滑的过程中所受的合外力大小

小于

钩码的重力大小（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
③若在取下细绳和钩码时，操作不慎使斜面的倾角变大了，而又未重新调整，继续实验，这样对实验结果产生的影响将是：滑块在加速下滑的过程中，若以钩码的重力大小作为合外力的大小，则合外力对滑块所做的功

等于

滑块动能的改变（选填“大于”、“等于”或“小于”）．

Answer 1

分析：该实验的关键是明确（1）平衡摩擦力后滑块受到的拉力才为合力，以及怎样通过纸带判断滑块做匀速直线运动；（2）只有满足钩码质量远小于滑块的质量，绳子拉力才可近似等于钩码的重力．显然，若平衡摩擦力过分（即斜面倾角过大），除绳子拉力做功外，平衡摩擦力后“剩余的滑块重力分力”对滑块仍然做了功，故滑块动能的变化量一定大于绳子拉力做的功．

解答：解：①此实验平衡摩擦力后，确定滑块做匀速直线运动的依据是，看打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距的．
②根据牛顿第二定律，对滑块应有mg-F=ma，可见由于a＞0，所以F小于mg．
③若在取下细绳和钩码时，操作不慎使斜面的倾角变大了，而又未重新调整，继续实验，由于滑块所受其它力不变，因此其合外力与撤掉钩码的重力等大反向，即滑块所受合外力等于钩码的重力大小．
故答案为①等间距，②小于，③等于

点评：明确实验原理是解决实验题的关键．本实验应理解为什么挂钩码前要首先平衡摩擦力，以及为什么要求钩码质量远小于滑块的质量．