Question

如圖為“用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)）研究加速度和力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，可通過(guò)計(jì)算機(jī)，把位移傳感器采集到的小車運(yùn)動(dòng)的位移和時(shí)間量，直接轉(zhuǎn)化為實(shí)驗(yàn)所需的小車的加速度值，更便捷的進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．
（1）在該實(shí)驗(yàn)中必須采用控制變量法，應(yīng)保持

小車的質(zhì)量

不變，用鉤碼所受的重力作為

小車受到的合外力

，用DIS測(cè)小車的加速度，畫出a-F關(guān)系圖線．
（2）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量．在某次實(shí)驗(yàn)中根   據(jù)測(cè)得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖所示）．（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是

C

．
A．小車與軌道之間存在摩擦B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大D．所用小車的質(zhì)量太大．

Answer 1

分析：（1）試驗(yàn)是探究小車加速度a與合外力F之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法：保持小車的質(zhì)量不變．合外力F可用鉤碼受到的重力代替，變化鉤碼的個(gè)數(shù)，可改變合外力．
（2）在做試驗(yàn)時(shí)要保證小車的質(zhì)量要遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鉤碼的質(zhì)量．

解答：解：（1）試驗(yàn)是探究小車加速度a與合外力F之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法：保持小車的質(zhì)量不變．小車受到的合外力F可用鉤碼受到的重力代替．故填：小車的質(zhì)量；小車受到的合外力．
（2）數(shù)據(jù)處理時(shí)：設(shè)小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，則：F=mg
小車的加速度為：a=

F

M

=

mg

M

，這是理論值．
由牛頓第二定律：F=ma得：
對(duì)于小車個(gè)鉤碼組成的整體：a=

F

M+m

=

mg

M+m

，這是真實(shí)值．
所以：只有當(dāng)M＞＞m時(shí)：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關(guān)系．
所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．
A：圖象是從零點(diǎn)開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．故A錯(cuò)誤．
B：圖象是從零點(diǎn)開始的，故小車與軌道間的摩擦力為零．導(dǎo)軌水平無(wú)影響．故B錯(cuò)誤．
C：只有當(dāng)M＞＞m時(shí)：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關(guān)系．所以AB段明顯偏離直線的原因是m太大了．故C正確．
D：只有當(dāng)M＞＞m時(shí)：a=

F

M+m

=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關(guān)系．故小車質(zhì)量大更容易滿足M＞＞m．故D錯(cuò)誤．
故選：C
故答案為：（1）小車的質(zhì)量；小車受到的合外力
（2）C

點(diǎn)評(píng)：探究小車加速度與小車質(zhì)量以及合外力之間的關(guān)系需要用到控制變量法，注意是控制第三個(gè)量不變探究其余兩個(gè)量的關(guān)系，理解實(shí)驗(yàn)中要求小車質(zhì)量M＞＞鉤碼質(zhì)量m的原因即可．