Question

某實驗小組設計了如圖(a)所示的實驗裝置研究加速度和力的關系．

(1)在該實驗中必須采用控制變量法，應保持________________不變，用鉤碼所受的重力作為________________，用DIS測小車的加速度．通過改變鉤碼的數量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像．在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a－F圖線，如圖(b)所示．
(2)圖線________(選填“①”或“②”)是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的．
(3)隨著鉤碼的數量增大到一定程度時圖(b)中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是________．

A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大

(4)小車和位移傳感器接收部分的總質量m＝________kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數μ＝______(g取10 m/s²)．

Answer 1

(1)小車的總質量，小車所受拉力；(2)①；(3)C；(4)0.5，0.2

試題分析：（１）該實驗用控制變量法，通過控制研究對象（小車）的質量不變，得到其加速度隨合外力變化的規(guī)律，其中還需使軌道盡量光滑、小車的質量大于鉤碼的質量，所以可以用鉤碼的重力作為小車的合外力；
（2）圖線①對應的是當F=0時，小車已經有了加速度，故圖線①是抬高右側，平衡摩擦力過度得到的圖線；
（3）當鉤碼重力太大時，鉤碼向下的加速度會明顯增大，此時繩中張力會明顯小于鉤碼重力，合外力測量值偏大，故選C；
（4）a－F圖線的斜率為，可知小車質量為0.5kg，軌道水平時，F=1N時小車開始運動，說明滑動摩擦力約等于1N，即。