Question

在驗證牛頓第二定律作用力一定時加速度與質(zhì)量成反比的實驗中，一個學(xué)生采取下列做法：
（1）平衡摩擦力時將小桶用細線通過定滑輪系在小車上，使小車作勻速運動
（2）每次改變小車質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
（3）實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
（4）由天平測出裝砂小桶和砂的質(zhì)量m，以及小車的質(zhì)量M，小車運動的加速度直接用公式a=mg/M求出其中錯誤的做法是

（1）（3）（4）

（填序號）．每次改變小車質(zhì)量注意滿足的是m

遠小于

M．（填“遠大于”、“遠小于、”或“等于”）

Answer 1

分析：（1）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．
（2）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．
（3）操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．
（4）小車的加速度是通過打出來的紙帶求解出的加速度，不是用a=

mg

M

求出來的．

解答：解：（1）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．故（1）做法錯誤．
（2））平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，設(shè)木板與水平面間的夾角是θ，有：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．故（2）做法正確．
（3）操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．并且所有應(yīng)用打點計時器的實驗都是這么做的．故（3）錯誤．
（4）小車的加速度是通過打出來的紙帶求解出的加速度，不是用a=

mg

M

求出來的．
假設(shè)小車的加速度為a，拉力為F，則：
對小車：F=Ma
對重物：F-mg=ma
聯(lián)立解得：a=

mg

M+m

，所以加速度不能用a=

mg

M

求得，并且只有當(dāng)M＞＞m時，忽略掉m，才有a=

mg

M

，在F一定的情況下a才與M成反比，故：每次改變小車質(zhì)量注意滿足的是m遠小于M．
故答案為：（1）（3）（4）；遠小于

點評：我們要從實驗原理入手，去記憶實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．