Question

3．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中．

（1）某組同學(xué)用如圖1所示裝置，采用控制變量的方法，來(lái)研究小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加速度與小車(chē)受到力的關(guān)系．請(qǐng)完成下列各步驟：
A．首先要平衡摩擦力，目的是使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力．
B．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車(chē)受到的拉力
C．在實(shí)驗(yàn)中，在滿足塑料桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量關(guān)系的前提下，塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車(chē)受到的合外力
D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后再釋放小車(chē)
F．改變砝碼的個(gè)數(shù)，多次測(cè)量
（2）某組同學(xué)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，畫(huà)出a-F圖象如右圖2所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題是平衡摩擦力過(guò)度．
（3）某同學(xué)想通過(guò)該裝置探究塑料桶和砝碼的總質(zhì)量及小車(chē)組成的系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系，已知塑料桶和砝碼的總質(zhì)量為m，小車(chē)的質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中，他通過(guò)對(duì)紙帶的分析和測(cè)量得出：當(dāng)塑料桶及砝碼下降高度為h時(shí)，小車(chē)的瞬時(shí)速度為v，則該同學(xué)要驗(yàn)證的關(guān)系式為mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．（忽略小車(chē)重力勢(shì)能的變化）

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力；當(dāng)小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于塑料桶和砝碼的總質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為小車(chē)所受的合力等于塑料桶和砝碼的總質(zhì)量；
（2）平衡摩擦力過(guò)度時(shí)小車(chē)受的合力大于繩子的拉力，當(dāng)拉力為零時(shí)小車(chē)產(chǎn)生加速度，分析圖示圖象然后答題；
（3）如果系統(tǒng)機(jī)械能守恒，則系統(tǒng)減少的重力勢(shì)能等于系統(tǒng)增加的動(dòng)能，根據(jù)題意分析答題．

解答 解：（1）A、首先要平衡摩擦力，目的是使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力．
C、當(dāng)塑料桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量時(shí)可以近似認(rèn)為：塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車(chē)受到的合外力；
（2）由圖2所示a-F圖象可知，當(dāng)拉力為零時(shí)小車(chē)已經(jīng)產(chǎn)生加速度，說(shuō)明小車(chē)受到的合外力大于拉力，這是由于木板傾角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度造成的；
（3）整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)重力勢(shì)能的減少量等于系統(tǒng)動(dòng)能的增加量，需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²；
故答案為：（1）A、平衡摩擦力；C、遠(yuǎn)小于；（2）平衡摩擦力過(guò)度；（3）mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等問(wèn)題，本題是一道基礎(chǔ)題，掌握基礎(chǔ)知識(shí)即可解題，平時(shí)要注意基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)與掌握；探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)要應(yīng)用控制變量法，實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力．