Question

如图为“用DIS（位移传感器、数据采集器、计算机）研究加速度与力的关系”的实验装置：

（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持               ，用钩码所受的重力作为             。用DIS测出小车的加速度。

（2）改变所挂钩码的数量，多次重复测量，在某次实验中根据测得的多组数据可画出a—F关系图线（如图所示）

①分析此图线的OA段可得出的实验结论是                     

②（单选题）此图线的AB段明显偏离直线，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

（3）某同学为了探究物体在斜面上运动时摩擦力与斜面倾角的关系，设计实验装置如图：长直平板一端放在水平桌面上，另一端架在一物块上。在平板上标出A、B两点，B点处放置一光电门，用光电计时器记录滑块通过光电门时挡光的时间。

实验步骤如下：①用游标卡尺测量滑块的挡光长度d, 用天平测量滑块的质量m；

②用直尺测量AB之间的距离s, 以及A点到水平桌面的垂直距离h₁，B点到水平桌面的垂直距离h₂;

③将滑块从A点静止释放，由光电计时器读出滑块的挡光时间t;

④重复步骤③数次，并求挡光时间的平均值;

⑤利用所测数据求出摩擦力F_f和斜面倾角的余弦值cos α；

⑥多次改变斜面的倾角，重复实验步骤②③④⑤，作出F_f—cosα关系曲线.

用以上测量的物理量完成下列各式（重力加速度为g）；

①斜面倾角的余弦cosα=                   

②滑块通过光电门时的速度v=               

③滑块运动时的加速度a=             

④滑块运动时所受到的摩擦阻力F_f=                           

Answer

（1）小车总质量不变；小车所受合外力。（2）①质量不变时加速度与合外力成正比；② C；

（3）① ② ③ ④

【解析】

试题分析：（1）应保持小车总质量不变，用钩码所受的重力作为小车所受合外力。

（2）①可得出的实验结论是 质量不变时加速度与合外力成正比；

②造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，没有满足小车的质量远大于钩码的质量，故选C[来；源:学+科+网Z+X+

（3）①斜面倾角的余弦：；②滑块通过光电门时的速度v= ； ③根据可得滑块运动时的加速度a= ④根据牛顿第二定律：， ，则滑块运动时所受到的摩擦阻力

考点：研究加速度与力的关系”的实验。