Question

5．在“探究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)的實驗裝置如圖所示
①他想用砝碼桶內(nèi)砝碼的總重力表示滑塊受到的合外力F，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，他采取了兩方面的措施；
（i）用小木塊將長木板無滑輪的一端適當(dāng)墊高，這樣做的目的是平衡摩擦力；
（ii）使砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊和滑塊上砝碼的總質(zhì)量（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）
②在F一定的情況下，測得加速度a與滑塊上砝碼的總質(zhì)量M的數(shù)據(jù)如表：

a/（m•s-2）	2.01	2.50	3.20	3.98
M/kg	2.00	1.60	1.25	1.00

（i）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙上做出a-$\frac{1}{M}$的圖線；
（ii）由a-$\frac{1}{M}$圖線可知，當(dāng)F一定時，a與M成反比關(guān)系（填“正比”或“反比”）

Answer 1

分析 （1）在實驗中，為了減少這種做法而帶來的實驗誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
（2）描點、連線作圖，根據(jù)圖象得出a與M的關(guān)系；

解答 解：①（i）用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
（ii）對整體運用牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，則小車的合力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$，當(dāng)砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊和滑塊上砝碼的總質(zhì)量，滑塊和滑塊上砝碼所受的拉力等于砝碼桶及桶內(nèi)砝碼的總的重力．
②當(dāng)M=2.00kg，$\frac{1}{M}=0.5k{g}_{\;}^{-1}$；M=1.60kg，$\frac{1}{M}=0.625k{g}_{\;}^{-1}$；M=1.25kg，$\frac{1}{M}=0.8k{g}_{\;}^{-1}$；M=1kg，$\frac{1}{M}=1k{g}_{\;}^{-1}$
根據(jù)描點作圖法畫出圖象，如圖所示

由a-$\frac{1}{M}$圖線可知，當(dāng)F一定時，a與M成反比
故答案為：①（i）平衡摩擦力；（ii）遠(yuǎn)小于；②（i）圖象如圖所示；（ii）反比

點評 解決本題的關(guān)鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，在本實驗中，知道兩個認(rèn)為：1、認(rèn)為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認(rèn)為沙和沙桶的總重力等于小車所受的合力．