Question

16．如圖甲所示，一端帶有定滑輪的水平放置的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與通過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測力計(jì)能顯示小車所受的拉力．

①在探究“合外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，操作中保持木板水平，小車與定滑輪間的細(xì)繩與長木板平行．當(dāng)小車（含小車中的砝碼）的質(zhì)量為m，測力計(jì)的示數(shù)為F₀時(shí)，小車剛好作勻速直線運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)保持小車質(zhì)量不變，增加砂桶中砂的質(zhì)量，當(dāng)測力計(jì)示數(shù)為F時(shí)，小車受到的合力為F-F₀．如果小車受到的阻力與車的質(zhì)量成正比，則當(dāng)小車質(zhì)量增加為2m，測力計(jì)的示數(shù)為F′時(shí)，小車受到的合力為F′-2F₀．
②改變小車質(zhì)量后，要保持測力計(jì)的示數(shù)不變，則隨著小車質(zhì)量的減少，應(yīng)該適量減少（填“增加”或“減少”）砂桶中的砂的質(zhì)量．某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中將長木板的右端墊高，使小車在沒有掛砂桶時(shí)，剛好能夠勻速下滑，并保持測力計(jì)的示數(shù)不變，得到的幾組數(shù)據(jù)如表所示，為了更直觀地描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)他的數(shù)據(jù)在乙圖的坐標(biāo)系中畫出a-C→D圖象．

次數(shù) 數(shù)值 測量值	1	2	3	4	5
a/（m•s-2）	0.60	0.30	0.20	0.16	0.12
1/m（kg-1）	10	5	3.3	2.5	2

③在②中，當(dāng)小車的質(zhì)量變化后，要保持測力計(jì)的示數(shù)不變，需要反復(fù)嘗試向砂桶中增、減砂子，增加了實(shí)驗(yàn)操作的難度．為了減低操作難度，請你提一個(gè)合理的建議，并說明理由．

Answer 1

分析 （1）小車受重力，支持力和拉力，小車與滑輪間的細(xì)繩與長木板平行，測力計(jì)的示數(shù)等于小車所受的合外力；

解答 解：（1）由題意可知，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為物體受到的拉力；而由共點(diǎn)力的平衡條件可知，物體受到的摩擦力為F₀；則當(dāng)示數(shù)為F時(shí)，物體受到的合力為F-F₀；
如果小車受到的阻力與車的質(zhì)量成正比，則當(dāng)小車質(zhì)量增加為2m，則體受到的摩擦力為2F₀；測力計(jì)的示數(shù)為F′時(shí)，小車受到的合力為F′-2F₀；
（2）當(dāng)小車質(zhì)量減小時(shí)，由于摩擦力減小，物體的加速度將增大，故沙桶質(zhì)量不變時(shí)，繩子拉力將減��；為了使拉力不變，則應(yīng)減小沙桶里的沙子；
（3）根據(jù)描點(diǎn)法得出對應(yīng)的圖象如圖所示；
（4）本實(shí)驗(yàn)中使有彈簧測力計(jì)使拉力不變，反復(fù)增減沙子，難度很大；可以先平衡摩擦力，然后直接用沙桶的重力等效為繩子的拉力；
故答案為：（1）F-F₀；F′-2F₀；
（2）減少；
（3）先平衡摩擦力，然后直接用沙桶的重力等效為繩子的拉力；

點(diǎn)評 本題考查牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)的驗(yàn)證，對于實(shí)驗(yàn)問題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．