Question

在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中，下面是按實(shí)驗(yàn)要求裝好器材后進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）用天平測(cè)出小車和小桶的質(zhì)量．備有砝碼，使小車與砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)大于小桶與砂子的總質(zhì)量．
（2）掛上小桶，放進(jìn)砂子，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，放開小車，在紙帶上打下一系列的點(diǎn)．
（3）保持小車的質(zhì)量不變，改變砂桶里砂子的質(zhì)量，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次．
（4）保持砂桶里砂子質(zhì)量不變，在小車?yán)锛禹来a，測(cè)出加速度，重復(fù)幾次．
（5）根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，分別畫出a-F和a-

1

m

的圖線．上述實(shí)驗(yàn)中，漏掉一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)步驟是．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作出a-F圖線，若作出的a-F圖線如圖甲所示，這是由

平衡摩擦?xí)r，木板傾角過(guò)大，小車重力沿斜面的分力大于小車所受摩擦力；

造成的；若作出的a-F圖線如圖乙所示，這是由

小桶與砂子的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車與砝碼的質(zhì)量．

造成的．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．

解答：解：漏掉一個(gè)重要的實(shí)驗(yàn)步驟是：平衡摩擦力，將長(zhǎng)木板不帶滑輪一端墊一小木板移動(dòng)小木板，使小車在長(zhǎng)木板上勻速直線運(yùn)動(dòng)．
根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的數(shù)據(jù)作出a-F圖線，若作出的a-F圖線如圖甲所示，F(xiàn)=0，a≠0，也就是說(shuō)繩子上沒(méi)有拉力，小車已有了加速度．這是由平衡摩擦?xí)r，木板傾角過(guò)大，小車重力沿斜面的分力大于小車所受摩擦力造成的；
若作出的a-F圖線如圖乙所示，
設(shè)小車與砝碼的質(zhì)量為M，小桶與砂子的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

M+m

當(dāng)m＜＜M時(shí)，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．
從圖象上可以看出：F從0開始增加，砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量，慢慢的砂和砂桶的重力在增加，那么在后面
砂和砂桶的質(zhì)量就沒(méi)有遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量呢，那么繩子的拉力與砂和砂桶的總重力就相大呢．
所以原因是小桶與砂子的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車與砝碼的質(zhì)量．
故答案為：平衡摩擦力，將長(zhǎng)木板不帶滑輪一端墊一小木板移動(dòng)小木板，使小車在長(zhǎng)木板上勻速直線運(yùn)動(dòng)．
平衡摩擦?xí)r，木板傾角過(guò)大，小車重力沿斜面的分力大于小車所受摩擦力；
小桶與砂子的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)小于小車與砝碼的質(zhì)量．

點(diǎn)評(píng)：教科書本上的實(shí)驗(yàn)，我們要從實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)儀器、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)這幾點(diǎn)去搞清楚．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．