Question

在實驗室中，兩組同學分別探究合力一定時，物體的加速度與質量之間的關系．

（1）甲組同學使用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）裝置進行實驗，如圖1所示，①是固定在小車上位移傳感器的發(fā)射器部分，②是接收部分．在該實驗中采用控制變量法，保持小車所受拉力不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受拉力，利用圖示裝置，改變小車的質量，多次重復測量．在某次實驗中根據測得的多組數據可畫出a-1/M關系圖線．
①如果摩擦力不能忽略，則畫出的a-1/M圖線為圖2中的

丙

．（填“甲”或“乙”或“丙”）
②該實驗中某同學畫出的圖線中AB段明顯偏離直線，如圖3所示，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．導軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質量太大
D．所用小車的質量太大
（2）乙組同學利用如圖甲所示的氣墊導軌實驗裝置來進行實驗．
①做實驗時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t₁、△t₂；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊經過光電門1時的速度表達式v₁=

d

△t1

；經過光電門2時的速度表達式v₂=

d

△t2

，滑塊加速度的表達式a=

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

．（以上表達式均用已知字母表示）．
②為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h，如圖4所示．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是

BC

．
A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減�。�

Answer 1

分析：（1）根據加速度與質量倒數的圖象可知，乙是不存在摩擦力；而丙有力仍沒有加速度，則說明存在摩擦力；而甲還沒有施加力，就有加速度，說明平衡摩擦力過度．同時小車的質量要遠大于鉤碼質量．
（2）知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理．
根據運動學公式求出加速度．表示出滑塊的合力，根據表達式判斷．

解答：解：（1）加速度與質量倒數的圖象可知，乙是不存在摩擦力；而丙有力仍沒有加速度，則說明存在摩擦力；而甲還沒有施加力，就有加速度，說明平衡摩擦力過度．
若小車質量遠大于鉤碼的質量，則a-

1

M

圖線應該是傾斜直線，然而實際出現偏離直線現象，說明鉤碼的質量沒有遠大于小車的質量所導致的．
（2）①滑塊經過光電門1時的速度表達式v₁=

d

△t1

經過光電門2時的速度表達式v₂=

d

△t2

則有，a=

v 2 2 - v 2 1

2x

=

( d △t1 )2-( d △t2 )2

2x

②滑塊的合力F_合=Mg

h

x

，為了保持滑塊所受的合力不變，
所以M和h 不能同時增大或減小．
故選BC．
故答案為：（1）①丙②C
（2）①

d

△t1

d

△t2

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

②BC

點評：知道用很短時間內的平均速度代替瞬間速度．
能夠用力學知識找出M和h的關系．