Question

5．（1）利用图示装置可以做力学中的许多实验．以下说法正确的是BD．
A．利用此装置做“研究匀变速直线运动”的实验时，必须设法消除小车和木板间的摩擦阻力的影响
B．利用此装置探究“加速度与质量的关系”，通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度
C．利用此装置探究“加速度与质量的关系”并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象不是直线，就可确定加速度与质量成反比
D．利用此装置探究“功与速度变化的关系”实验时，应将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面的分力补偿小车运动中所受阻力的影响
（2）小华在利用此装置“探究加速度a与力F的关系”时，因为不断增加所挂钩码的个数，导致钩码的质量远远大于小车的质量，则小车加速度a的值随钩码个数的增加将趋近于g的值．

Answer 1

分析 （1）利用图示小车纸带装置可以完成很多实验，在研究匀变速直线运动时不需要平衡摩擦力，在探究“小车的加速度与质量的关系”和探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力；
（2）在探究“小车的加速度a与力F的关系”时，根据牛顿第二定律求出加速度a的表达式，不难得出当钧码的质量远远大于小车的质量时，加速度a近似等于g的结论．

解答 解：（1）A、此装置可以用来研究匀变速直线运动，但不需要平衡摩擦力，故A错误．
B、利用此装置探究“加速度与质量的关系”，因斜面倾斜是为了平衡摩擦力； 故通过增减小车上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板的倾斜度；故B正确；
C、利用此装置探究“小车的加速度与质量的关系”，并用图象法处理数据时，如果画出的a-m关系图象不是直线，不能确定a与m成反比，应该作a-$\frac{1}{m}$图线，看是否成正比，若成正比，说明a与M成反比．故C错误；
D、探究“功与速度变化的关系”实验时，需要平衡摩擦力，方法是将木板带打点计时器的一端适当垫高，这样做的目的是利用小车重力沿斜面分力补偿小车运动中所受阻力的影响，从而小车受到的合力即为绳子的拉力，故D正确；
故选：BD；
（2）设小车质量为m，钩码质量为M，则对钩码有：Mg-F=Ma…①
对小车有：F-μmg=ma…②
联立①②解得：a=$\frac{M-μm}{m+M}$g
将上式变形为：a=$\frac{1-\frac{μm}{M}}{1+\frac{μm}{M}}$g，可见当M＞＞m时，加速度a趋近于g．
故答案为：（1）BD；（2）g．

点评 本题考查几个相关联实验的实验原理和注意事项的分析； 要解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，然后熟练应用物理规律来解决实验问题．