Question

2．某实验小组利用图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系．

（1）实验中除了需要小车、砝码、小桶、细绳、附有定滑轮的长木板、垫木、打点计时器、低压交流电源、导线两根、纸带之外，还需要天平、刻度尺
（2）下列做法正确的是AD．（填字母代号）
A．调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行
B．在调节木板倾斜度平衡木块受到的滑动摩擦力时，将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上
C．实验时，先放开木块再接通打点计时器的电源
D．通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度
（3）某同学在探究a与F的关系时，忘记平衡摩擦力，设桶和砝码的质量为m，小车的质量为M，车与长木板之间的动摩擦因数为μ，写出a与m变化的关系式$a=\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$．
在图2中画出a与mg变化的图象（注意图中要有必要的标记）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理确定所需测量的物理量，从而确定所需测量的器材．
（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项确定正确的操作步骤．
（3）对整体分析，根据牛顿第二定律得出a与m的表达式，定性作出a-mg图线．

解答 解：（1）实验中用砝码桶的总重力表示小车的拉力，需测量砝码桶的质量，所以还需要天平．实验中需要用刻度尺测量纸带上点迹间的距离，从而得出加速度，所以还需要刻度尺．
（2）A、实验时调节滑轮的高度，使牵引木块的细绳与长木板保持平行，故A正确．
B、平衡摩擦力时，不能将装有砝码的砝码桶通过定滑轮拴在木块上，故B错误．
C、实验时应先接通电源，再释放纸带，故C错误．
D、通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新调节木板倾斜度，故D正确．
（3）对整体分析，根据牛顿第二定律得，mg-μMg=（M+m）a，解得a=$\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$．a与mg变化的图象如图所示．
故答案为：（1）天平，刻度尺，
（2）AD　（3）$a=\frac{mg}{M+m}-\frac{μMg}{M+m}$，如图所示．

点评 解决本题的关键知道实验的原理以及操作中的注意事项，掌握牛顿第二定律的基本运用，注意整体法的灵活运用．