Question

17．某班級同學(xué)用如圖（a）所示的裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個(gè)力傳感器，小車乙上固定一個(gè)加速度傳感器（可以測量乙在任意時(shí)刻的加速度大�。�，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運(yùn)動，利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說法中正確的是BD（多選）
（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
（C）實(shí)驗(yàn)中，在小車乙向下運(yùn)動的過程中均可采集數(shù)據(jù)
（D）實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動的過程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車乙（含力傳感器）的質(zhì)量分別為m₁=0.5kg、m₂=1.0kg、m₃=1.5kg和m₄=2.0kg，四個(gè)小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖（b）所示．

（3）在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？在a-F圖象作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；
②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸：以質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．為橫軸．

Answer 1

分析 注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力；反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．

解答 解：（1）A、本實(shí)驗(yàn)是研究小車乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系，所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、實(shí)驗(yàn)中，只能在小車乙加速運(yùn)動的過程中采集數(shù)據(jù)，故C錯(cuò)誤，D正確
故選：BD
（3）①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．
故答案為：（1）BD，（3）①在a-F圖象作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
②加速度a，質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．

點(diǎn)評 實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．