Question

11．在驗證牛頓第二定律的實驗中：
（1）某組同學用如圖（甲）所示裝置，采用控制變量的方法，來研究小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系，下列措施中不需要和不正確的是B
①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細繩對小車的拉力
②平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力
⑤實驗中應先放小車，然后再開打點計時器的電源
A．①③⑤B．②③⑤C．③④⑤D．②④⑤

（2）某組同學實驗得出數(shù)據(jù)，畫出a-F圖如圖（乙）所示，那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題可能是B
A．實驗中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太小  
B．實驗中平衡摩擦力時長木板墊起的角度太大
C．實驗中繩子拉力方向沒有跟平板平行  
D．實驗中不滿足“砂桶和砂的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量”的條件．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力的關(guān)系實驗時，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．小車的加速度應根據(jù)打出的紙帶求出．
（2）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板墊起的傾角過大．

解答 解：（1）①實驗首先要平衡摩擦力，使小車受到合力就是細繩對小車的拉力，故①正確；
②平衡摩擦力的方法就是，小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶，把小車放在斜面上給小車一個初速度，看小車能否做勻速直線運動；故②不正確；
③由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論小車的質(zhì)量是否改變，小車所受的滑動摩擦力都等于小車的重力沿斜面的分力，改變小車質(zhì)量即改變拉小車拉力，不需要重新平衡摩擦力，故③不需要；
④實驗中，要保證塑料桶和所添加砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，這樣才能使得塑料桶和所添加砝碼的總重力近似等于細繩對小車的拉力，所以實驗中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力，故④正確；
⑤實驗中應先接通電源，后放開小車，故⑤不正確；
因此不需要和不正確的有②③⑤，故選：B．
（2）由圖乙所示a-F圖象可知，圖象在縱軸上有截距，說明力為零時小車已經(jīng)產(chǎn)生加速度，施加拉力前小車受到的合力不為零，這是由過度平衡摩擦力造成的，即實驗中平衡摩擦力時木板墊起的傾角過大，故B正確．
故選：B．
故答案為：（1）B；（2）B．

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理分析，知道實驗原理及注意事項即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗時，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．