Question

4．某同学利用图的实验装置测量重力加速度．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．实验装置如图所示，一端系在滑块上的细绳通过光滑的轻质定滑轮挂上钩码，用垫块将长木板固定有定滑轮和打点计时器的一端垫起．
B．将纸带穿过打点计时器并固定在滑块上，调整长木板的倾角，接通打点计时器，轻推滑块，直至滑块沿长木板向下做匀速直线运动；
C．保持长木板的倾角不变，取下细绳和钩码，换上新纸带，接通打点计时器，滑块沿长木板向下做匀加速直线运动．
请回答下列问题：
①判断滑块做匀速直线运动的依据是：打点计时器在纸带上所打出点的分布应该是等间距；
②C中滑块在匀加速下滑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”）．

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．

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．
故答案为：①等间距，②小于．

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．