Question

10．某同學(xué)把附有滑輪的長(zhǎng)木板平放在實(shí)驗(yàn)桌上，將細(xì)繩一端拴在小車(chē)上，另一端繞過(guò)定滑輪，掛上適當(dāng)?shù)你^碼，使小車(chē)在鉤碼的牽引下運(yùn)動(dòng)，以此驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律，此外還準(zhǔn)備了打點(diǎn)計(jì)時(shí)器及配套的電源、導(dǎo)線(xiàn)、復(fù)寫(xiě)紙、紙帶、小木塊等，組裝的實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

（1）若要完成該實(shí)驗(yàn)，必需的實(shí)驗(yàn)器材還有哪些刻度尺；天平（帶砝碼）．
（2）實(shí)驗(yàn)開(kāi)始時(shí)，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行．他這樣做的目的是平衡摩擦力
（3）本實(shí)驗(yàn)中直接以鉤碼所受重力mg作為小車(chē)受到的合外力，鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．
（4）平衡摩擦力后，多次實(shí)驗(yàn)通過(guò)計(jì)算描圖得到了如圖2所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)圖象a、b，描述加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線(xiàn)是b，描述加速度與力的關(guān)系的圖線(xiàn)是a．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理、要求和減少誤差的角度分析，平衡摩擦力作用后，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中需要用刻度尺測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離，用天平測(cè)出小車(chē)的質(zhì)量，需要改變砝碼的質(zhì)量來(lái)代替小車(chē)的拉力；
（2）實(shí)驗(yàn)中還需要平衡摩擦力，以使拉力等于合外力；
（3）根據(jù)牛頓第二定律可分析鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件；
（4）根據(jù)牛頓第二定律可求得加速度與質(zhì)量和力之間的關(guān)系．

解答 解：（1）、根據(jù)本實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理是合外力所做的功等于動(dòng)能的變化量，通過(guò)研究紙帶來(lái)研究小車(chē)的速度，利用天平測(cè)量小車(chē)的質(zhì)量，利用砝碼的重力代替小車(chē)的合外力，所以需要刻度尺來(lái)測(cè)量紙帶上點(diǎn)的距離和用天平測(cè)得小車(chē)的質(zhì)量，即還需要刻度尺，天平（帶砝碼）．
故答案為：刻度尺；天平（帶砝碼）
（2）實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為減少誤差，提高實(shí)驗(yàn)的精確度，他先調(diào)節(jié)木板上定滑輪的高度，使?fàn)恳�小�?chē)的細(xì)繩與木板平行，目的是消除摩擦帶來(lái)的誤差，即平衡摩擦力后，使細(xì)繩的拉力等于小車(chē)的合力；
（3）據(jù)牛頓第二定律得，整體的加速度a=$\frac{mg}{M+\;m}$，則繩子的拉力F=Ma=$\frac{\;\;mg}{1+\frac{\;m}{M}}$，知鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，繩子的拉力等于鉤碼的重力，所以鉤碼的質(zhì)量應(yīng)滿(mǎn)足的條件是遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；
（4）由F=ma可得，加速度與質(zhì)量成反比；描述加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線(xiàn)是b；加速度與力成正比，故圖象應(yīng)為a；
故答案為：（1）刻度尺，天平；（2）平衡摩擦力；（3）遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；（4）b；a．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)的掌握，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．要提高應(yīng)用勻變速直線(xiàn)的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．