Question

9．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）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
（2）为使砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力，应满足的条件是砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量．（选填“远大于”、“远小于”或“近似等于”）
（3）甲、乙两同学在同一实验室，各取一套图示的装置放在水平桌面上，木块上均不放砝码、在没有平衡摩擦力的情况下，研究加速度a与拉力F的关系，分别得到图2中甲、乙两条直线．设甲、乙用的木块质量分别为m_甲、m_乙，甲、乙用的木块与木板间的动摩擦因数分别为μ_甲、μ_乙，由图2可知，m_甲小于m_乙，μ_甲大于μ_乙．（选填“大于”、“小于”或“等于”）

Answer 1

分析 （1）根据实验的原理以及操作中的注意事项逐项分析判断，得出正确的答案；
（2）根据牛顿第二定律，运用整体法和隔离法得出拉力的表达式，通过表达式分析砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力的条件；
（3）根据牛顿第二定律得出加速度与拉力F的关系式，结合图线的斜率和截距比较质量和动摩擦因数的大小．

解答 解：（1）A、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木块上，故B错误．
C、实验时，应先接通电源，再释放木块，故C错误．
D、通过增减木块上的砝码改变质量时，不需要重新平衡摩擦，故D正确．
故选：AD．
（2）对整体分析，加速度a=$\frac{mg}{M+m}$，隔离对木块分析，根据牛顿第二定律得：F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，可知当砝码桶及桶内砝码的总质量远小于木块和木块上砝码的总质量时，砝码桶及桶内砝码的总重力在数值上近似等于木块运动时受到的拉力．
（3）根据牛顿第二定律得：a=$\frac{F-μmg}{m}=\frac{1}{m}F-μg$，知图线的斜率表示质量的倒数，可知m_甲＜m_乙，
甲的纵轴截距大于乙的纵轴截距，可知μ_甲＞μ_乙．
故答案为：①AD，②远小于，③小于，大于．

点评 解决本题的关键掌握实验的原理以及操作中的注意事项，对于图线问题，一般的解决方法是得出两个物理量的关系式，结合图线的斜率和截距进行求解．