Question

10．如圖1所示，利用DIS實驗系統(tǒng)探究加速度與力的關(guān)系．一端帶有定滑輪的長木板調(diào)至水平后固定在桌面上，另一端安裝位移傳感器（接收器），繞過定滑輪和動滑輪的細(xì)線將裝有位移傳感器（發(fā)射器）的小車和力傳感器連接起來，動滑輪下掛有質(zhì)量可以改變的小重物．將位移傳感器、力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，打開計算機中操作軟件，放開小車使之運動．不計滑輪、托盤和細(xì)線的質(zhì)量，忽略滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦．

（1）（單選題）實驗中力傳感器的示數(shù)F與小重物的重力mg的關(guān)系為C
（A）F=$\frac{mg}{2}$     （B）F＞$\frac{mg}{2}$    （C）F＜$\frac{mg}{2}$     （D）無法確定
（2）（多選題）保持小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量M不變，改變小重物的質(zhì)量m，重復(fù)進(jìn)行多次實驗．記下每次力傳感器的示數(shù)F，利用DIS測出每次實驗中小車的加速度a．將得到的a、F數(shù)據(jù)繪制成a-F圖象（如圖2）．以下圖象不可能的是BCD．
（3）在本實驗中不計滑輪的質(zhì)量，忽略滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦，除此之外請寫出一種減少實驗誤差的主要方法：減小小車與軌道之間的摩擦．

Answer 1

分析 （1）小重物做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律即可判斷；
（2）本實驗沒有平衡摩擦力，所以當(dāng)F≠0時，a=0，即在F軸上有截距，繩子的拉力減去摩擦力等于小車受到的合外力，即F-f=ma，求出a-F的表達(dá)式，從而選擇圖象；
（3）減小小車與軌道之間的摩擦可以減小實驗誤差．

解答 解：（1）小重物做勻加速直線運動，根據(jù)牛頓第二定律得：
mg-2F=ma，
解得：F=$\frac{mg-ma}{2}＜\frac{mg}{2}$，故C正確．
故選：C
（2）根據(jù)實驗裝置可知，本實驗沒有平衡摩擦力，所以當(dāng)F≠0時，a=0，即在F軸上有截距，繩子的拉力減去摩擦力等于小車受到的合外力，即F-f=ma，a=$\frac{1}{m}F-\frac{f}{m}$，是一條傾斜的直線，故A正確，BCD錯誤．
本題選錯誤的
故選：BCD
（3）減小小車與軌道之間的摩擦可以減小實驗誤差．
故答案為：（1）C；（2）BCD；（3）減小小車與軌道之間的摩擦

點評 解答本題要注意不是用重物的重力代替繩子的拉力，所以隨著重物重力的增大，圖象不會彎曲，還要注意根據(jù)實驗裝置可知本實驗沒有平衡摩擦力，難度適中．