Question

10．某學(xué)習(xí)小組欲探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，圖中小車(chē)的質(zhì)量用M表示，鉤碼的質(zhì)量用m表示，要順利完成該實(shí)驗(yàn)，則：
（1）還需要的測(cè)量工具有天平、刻度尺．
（2）為使小車(chē)所受合外力等于細(xì)線的拉力，應(yīng)采取的措施是平衡摩擦力；要使細(xì)線的拉力約等于鉤碼的總重力，應(yīng)滿足的條件是M＞＞m．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)2ax=${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$和F=ma可知需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平；
（2）根據(jù)F_T=M$\frac{mg}{m+M}$=mg可知必需平衡摩擦力且要滿足M＞＞m；

解答 解：（1）根據(jù)2ax=${v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$可得a=$\frac{{v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}}{2x}$
而利用某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間內(nèi)的中點(diǎn)時(shí)刻的速度，所以要求加速度a，就要求某段時(shí)間內(nèi)的初速度和末速度，而要求初速度和末速度就要測(cè)量位移，故要用到刻度尺．
根據(jù)牛頓第二定律F=ma可知，需要知道小車(chē)的質(zhì)量，故要利用天平測(cè)物體的質(zhì)量．
故需要的測(cè)量工具有刻度尺和天平．
（2）為使小車(chē)所受合外力等于細(xì)線的拉力，所以必需有小車(chē)的重力沿軌道的分力等于軌道對(duì)小車(chē)的摩擦力，所以做實(shí)驗(yàn)時(shí)必需平衡摩擦力．
以鉤碼作為研究對(duì)象有mg-F_T=ma
以小車(chē)作為研究對(duì)象有F_T=Ma
聯(lián)立以上兩式可得F_T=M$\frac{mg}{m+M}$要繩子的拉力等于鉤碼的重力，即$\frac{Mmg}{m+M}$=mg，
故$\frac{M}{m+M}$=1，則有M＞＞m
故答案為：（1）天平、刻度尺；（2）平衡摩擦力、M＞＞m

點(diǎn)評(píng) 掌握實(shí)驗(yàn)原理是正確解決實(shí)驗(yàn)題目的前提條件，知道實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力，平衡摩擦力不足或過(guò)平衡摩擦力都是錯(cuò)誤的．