Question

（8分）某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度。通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象。他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示。

（1）图线______是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）

（2）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，为消除此误差可采取的简便且有效的措施是 _____________

A．调整轨道的倾角，在未挂钩码时使小车能在轨道上长时间缓慢运动（即将小车与传感器发射部分的重力沿轨道方向的分力恰与其所受摩擦力平衡）

B．在增加钩码数量进行实验的同时在小车上增加砝码，使钩码的总质量始终远小于小车与传感器发射部分的总质量

C．在钩码与细绳之间放置一力传感器，直接得到小车运动的加速度a和力传感器读数F的关系图象

D．更换实验中使用的钩码规格，采用质量较小的钩码进行上述实验

（3）小车和位移传感器发射部分的总质量为       kg；小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为__________N。

Answer

（1）①，（2）C，（3）0.5，1

【解析】

试题分析：由于图线①拉力F=0时加速度a=2m/s2，所以图b中的图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。图b中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，不满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量。由拉力F1=1N，加速度a1=4m/s2可得：F1+F-Ff=ma1；由拉力F2=1N，加速度a2=4ms可得：F2+ F-Ff =ma2；联立解得m=0.5kg。根据图线②，F=1N

考点：考查牛顿第二定律的应用