Question

（9分）某实验小组设计了如图(a)所示的实验装置研究加速度和力的关系．

(1)在该实验中必须采用控制变量法，应保持________________不变，用钩码所受的重力作为________________，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的关系图像．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．

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

(3)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________．

A．小车与轨道之间存在摩擦     B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大       D．所用小车的质量太大

(4)小车和位移传感器接收部分的总质量m＝________kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ＝______(g取10 m/s²)．

Answer

(1)小车的总质量 小车所受拉力 (2)① (3)C  (4)0.5 0.2

【解析】

试题分析：（1）根据牛顿第二定律，要探究a-F的关系，必须控制m不变。用钩码所受的重力近似替代小车所受拉力。

（2）图线②，有拉力小车仍旧不动，表明轨道右侧没有被抬高，表明曲线①是正确的。

（3）本实验要求钩码的质量要远远小于小车的质量，当所挂钩码数量较多时，误差就显著起来了。

（4）由图线②可知，F=1 N，F=μmg；由图线①可知，，当F=1 N时，a=4 m/s2，以上两式联立得m=0.5kg；μ=0.2。

考点：本题考查用变量控制法研究牛顿第二定律的实验。