Question

某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用鉤碼所受重力作為小車(chē)所受的拉力，用DIS測(cè)小車(chē)的加速度．通過(guò)改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條“a一F圖線，如圖（b）所示．
（1）圖線

①

是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；（選填“①”或“②”）
（2）隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時(shí)圖（b）的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，為消除此誤差可采取的簡(jiǎn)便且有效的措施是

C

B．調(diào)整軌道的傾角，在未掛鉤碼時(shí)使小車(chē)能在軌道上長(zhǎng)時(shí)間緩慢運(yùn)動(dòng)（即將小車(chē)與傳感器發(fā)射部分的重力沿軌道方向的分力恰與其所受摩擦力平衡）
C．在增加鉤碼數(shù)量進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的同時(shí)在小車(chē)上增加砝碼，使鉤碼的總質(zhì)量始終遠(yuǎn)小于小車(chē)與傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量
C在鉤碼與細(xì)繩之間放置一力傳感器，直接得到小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖象
D．更換實(shí)驗(yàn)中使用的鉤碼規(guī)格，采用質(zhì)量較小的鉤碼進(jìn)行上述實(shí)驗(yàn)
（3）小車(chē)和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量m=

0.5

kg；滑塊和軌道問(wèn)的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=

0.2

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和操作細(xì)節(jié)；
根據(jù)a-F圖象的特點(diǎn)結(jié)合牛頓第二定律求解．
理解該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，知道實(shí)驗(yàn)誤差的來(lái)源．

解答：解：（1）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車(chē)就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大，即傾角過(guò)大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過(guò)高．
所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的．
（2）隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時(shí)圖（b）的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，而我們把用鉤碼所受重力作為小車(chē)所受的拉力，
所以消除此誤差可采取的簡(jiǎn)便且有效的措施應(yīng)該測(cè)量出小車(chē)所受的拉力，即在鉤碼與細(xì)繩之間放置一力傳感器，得到力F的數(shù)值，在作出小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和力傳感器讀數(shù)F的關(guān)系圖象，故選C．
（3）根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=

1

m

，
由a-F圖象得圖象斜率k=2，所以m=0.5kg．
由a-F圖象②得，當(dāng)F=1N時(shí)，物體即將要滑動(dòng)，即最大靜摩擦力等于1N，
所以滑塊和軌道問(wèn)的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=

F

mg

=0.2
故答案為：（1）①
（2）C
（3）0.5，0.2．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，只有掌握好了基本知識(shí)和基本方法才能順利解決實(shí)驗(yàn)題目，所以要重視基本知識(shí)和基本方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練．