Question

3．①圖甲是探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)示意圖．根據(jù)某次實(shí)驗(yàn)記錄的數(shù)據(jù)，做出a-F圖線如圖乙所示．圖線不經(jīng)過原點(diǎn)的原因是平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大平衡摩擦?xí)r，主要是平衡了小車與木板之間及紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦．

②幾位同學(xué)分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后，重新設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn)如圖丙所示，滑塊M放在氣墊導(dǎo)軌上，并在滑塊上固定一個(gè)速度傳感器，力傳感器固定在另一水平臺(tái)子上，分別與兩臺(tái)電腦相連，氣墊導(dǎo)軌連上氣泵并調(diào)成水平．多次改變鉤碼m的質(zhì)量，由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值．則下列說法中正確的是A

A．由于空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力很小，可以得出a∝F的結(jié)論，圖線是傾斜的直線
B．力傳感器測(cè)得的力F=$\frac{mg}{2}$，在實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)確保鉤碼的質(zhì)量腳遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量M
C．除空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力之外，動(dòng)滑輪C的質(zhì)量是實(shí)驗(yàn)最大的誤差來源
D．實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的加速度a的值不可能大于重力加速度g．

Answer 1

分析 （1）該實(shí)驗(yàn)的研究對(duì)象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．那么小車的合力怎么改變和測(cè)量呢？為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
（2）由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值，可以不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量，也不需要砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

解答 解：（1）從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0，也就是說當(dāng)繩子上拉力為0時(shí)，小車的加速度不為0，說明小車的重力沿斜面分力大于摩擦力，所以原因是實(shí)驗(yàn)前平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大．
平衡摩擦力主要是平衡了木板和小車之間及紙帶和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器間的摩擦．
（2）由速度和力傳感器可以得到多組不同的加速度a、力F的值，可以不計(jì)動(dòng)滑輪的質(zhì)量，也不需要砝碼的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．實(shí)驗(yàn)中測(cè)出加速度a的值可能大于重力加速度g，故A正確；
故選：A
故答案為：（1）平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大； 小車與木板、紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；（2）A

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法．
對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，這樣問題我們要從實(shí)驗(yàn)原理和減少實(shí)驗(yàn)誤差方面去解決