Question

14．某同學(xué)利用如圖裝置研究外力與加速度的關(guān)系．將力傳感器安裝在置于光滑水平軌道的小車上，通過細(xì)繩繞過光滑定滑輪懸掛鉤碼．開始實驗后，依次按照如下步驟
操作：

①同時打開力傳感器和位移傳感器；②釋放小車；③關(guān)閉傳感器，根據(jù)F-t，v-t圖象記錄下繩子拉力F和小車加速度a．④重復(fù)上述步驟．
（1）利用上述器材和過程得到多組數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)作出a-F圖象，為一直線，則B
A．理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量
B．直線不過原點(diǎn)可能是因為軌道沒有調(diào)整到水平
C．如果小車受到來自水平軌道的恒定阻力，直線斜率會變小
D．若實驗中鉤碼質(zhì)量較大，圖象可能會呈現(xiàn)一條曲線
（2）如果實驗時，關(guān)閉力傳感器，改用鉤碼的重力當(dāng)作繩子拉力，從理論上分析，此時得到的a-F圖象與原來相比，圖線的斜率將C
A．不變      B．變大      C．變�。�

Answer 1

分析 （1）由于a=$\frac{F}{m}$，根據(jù)a-F圖象知道理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，根據(jù)牛頓第二定律分析小車受到自水平軌道的恒定阻力時，斜率的變化情況，鉤碼質(zhì)量較大，不影響力傳感器測量繩子對小車的拉力；
（2）關(guān)閉力傳感器，改用鉤碼的重力當(dāng)作繩子拉力時，要把小車和鉤碼看成一個整體，結(jié)合牛頓第二定律分析．

解答 解：（1）A、由于a=$\frac{F}{m}$，根據(jù)a-F圖象知道理論上直線斜率應(yīng)等于小車質(zhì)量的倒數(shù)，故A錯誤．
B、直線不過原點(diǎn)可能是因為軌道沒有調(diào)整到水平，重力沿軌道方向有分力，故B正確．
C、如果小車受到來自水平軌道的恒定阻力，那么a=$\frac{F-f}{m}$，f為阻力，那么a-F圖象知道直線斜率不變，變的是圖形不過原點(diǎn)，故C錯誤．
D、若實驗中鉤碼質(zhì)量較大，不影響力傳感器測量繩子對小車的拉力，所以圖象仍然是直線，故D錯誤．
故選：B．
（2）如果實驗時，關(guān)閉力傳感器，改用鉤碼的重力當(dāng)作繩子拉力，設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m，小車的質(zhì)量為M，根據(jù)牛頓第二定律得：
a=$\frac{mg}{M+m}$=$\frac{1}{M+m}F$，
圖線的斜率變?yōu)?\frac{1}{M+m}$，所以斜率變小，故C正確．
故選：C
故答案為：（1）B；（2）C．

點(diǎn)評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
通過作圖法研究兩個變量之間的關(guān)系是物理里常用的一種手段，只有直線圖形可以清楚地說明兩變量之間的關(guān)系．