Question

某同学为探究恒力做功和物体动能变化间的关系，采用了如图1所示的“探究物体加速度与物体质量、受力之间关系”的实验装置．
①实验时，该同学想用钩码的重力表示滑块受到的合力，为了减小这种做法带来的实验误差，实验前

 

（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；若滑块的质量为M，钩码的总质量为m，则两者质量应满足M

 

m（填“远大于”或“远小于”）
②如图2所示是实验中得到的一条纸带，其中A、B、C、D、E、F是连续的六个计数点，相邻计数点间的时间间隔为T，相邻计数点间的距离已在图中标出，则纸带的平均加速度最接近于

 

（用题中和图中的物理量符号表示）

Answer 1

分析：（1）因为在实验中会受到摩擦阻力，为了使细线的拉力等于滑块的合力，实验前需平衡摩擦力；根据牛顿第二定律得出拉力与钩码重力的关系，确定细线拉力等于钩码重力的条件．
（2）根据△x=aT²，运用逐差法求出平均加速度的大小．

解答：解：（1）为了使细线的拉力等于滑块的合力，则实验前需平衡摩擦力．
对整体运用牛顿第二定律得，a=

mg

M+m

，则绳子的拉力F=Ma=

mMg

M+m

=

mg

1+ m M

，为了使细线的拉力等于钩码的重力，则滑块的质量M要远大于钩码的质量m．
（2）因为a1=

△x4-△x1

3T2

，a2=

△x5-△x2

3T2

，则平均加速度a=

a1+a2

2

=

(△x4+△x5)-(△x1+△x2)

6T2

．
故答案为：（1）需要，远大于；（2）

(△x4+△x5)-(△x1+△x2)

6T2

．

点评：在该实验中，要保证钩码的重力等于滑块的合力，要从两个角度考虑，1、细线的拉力等于滑块的合力，即需平衡摩擦力，2、钩码的重力等于细线的拉力，即需钩码的质量远小于滑块的质量．