Question

13．在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置，小車及車中砝碼的質(zhì)量用M表示，盤及盤中砝碼的質(zhì)量用m表示，小車的加速度可由小車后拖動(dòng)的紙帶打上的點(diǎn)計(jì)算出．

（1）若取M=0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是D．
A．m₁=5g　　　B．m₂=15g     C．m₃=40g  D．m₄=400g
（2）如圖2（a），甲同學(xué)根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)做出的a-F圖線，圖線有縱截距的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大．
（3）乙、丙兩同學(xué)用同一裝置做實(shí)驗(yàn)，取相同的標(biāo)度畫出了各自得到的a-F圖線，如圖2（b）所示，兩個(gè)同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)的哪一個(gè)物理量取值不同？M不同或兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同時(shí)，a-F圖象的斜率也就不同．

Answer 1

分析 （1）在實(shí)驗(yàn)中，認(rèn)為m的重力等于滑塊所受的合力，所以m的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于M的質(zhì)量．
（2）圖中沒(méi)有拉力時(shí)就產(chǎn)生了加速度，說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大．
（3）a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，故斜率不同則物體的質(zhì)量不同．

解答 解：（1）在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)用控制變量法，本實(shí)驗(yàn)在滿足小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼質(zhì)量的條件下，才能用鉤碼重力代替小車所受的合力，D答案不能滿足此條件．
本題選取不適合的，故選：D；  
（2）圖中沒(méi)有拉力時(shí)就產(chǎn)生了加速度，說(shuō)明平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大．
（3）由圖可知在拉力相同的情況下a_乙＞a_丙，
根據(jù)F=ma可得m=$\frac{F}{m}$，即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量，且m_乙＜m_丙．
故兩實(shí)驗(yàn)中小車及車中砝碼的總質(zhì)量不同．
故答案為：（1）D；  
（2）平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大；
（3）M不同或兩小車及車上的砝碼的總質(zhì)量不同時(shí)，a-F圖象的斜率也就不同．

點(diǎn)評(píng) （1）解決本題的關(guān)鍵理解實(shí)驗(yàn)的原理，知道當(dāng)m的質(zhì)量遠(yuǎn)小于M的質(zhì)量，m的重力可以認(rèn)為等于M所受的合力．
（2、3）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)，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．只要掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類題目，就能舉一反三，所以要注意基本原理的學(xué)習(xí)．