Question

5．某班級(jí)同學(xué)用如圖1所示的裝置驗(yàn)證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．

甲、乙兩輛小車(chē)放在傾斜軌道上，小車(chē)甲上固定一個(gè)力傳感器，小車(chē)乙上固定一個(gè)加速度傳感器（可以測(cè)量乙在任意時(shí)刻的加速度大�。�，力傳感器和小車(chē)乙之間用一根不可伸長(zhǎng)的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車(chē)一起開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，利用兩個(gè)傳感器可以采集記錄同一時(shí)刻小車(chē)乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關(guān)于實(shí)驗(yàn)裝置和操作的說(shuō)法中正確的是BD
A．軌道傾斜是為了平衡小車(chē)甲受到的摩擦力
B．軌道傾斜是為了平衡小車(chē)乙受到的摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中，在小車(chē)乙向下運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中均可采集數(shù)據(jù)
D．實(shí)驗(yàn)中，只能在小車(chē)乙加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個(gè)實(shí)驗(yàn)小組選用的小車(chē)乙（含加速度傳感器）的質(zhì)量分別為m₁=0.5kg、m₂=1.0kg、m₃=1.5kg和m₄=2.0kg，其中有三個(gè)小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖2所示．最后一個(gè)小組的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)?jiān)趫D中完成該組的a-F圖線．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
拉力F（N）	24.5	20.0	17.5	12.0	8.1	4.8
加速度a（m/s2）	16.3	13.3	11.7	8.0	5.4	3.2

（3）在驗(yàn)證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗(yàn)證a和m的關(guān)系，可直接利用圖中的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請(qǐng)寫(xiě)出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線（即F相同），記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；
②為了更直觀地驗(yàn)證a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以加速度a為縱軸，以質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$為橫軸．

Answer 1

分析 （1）注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來(lái)平衡摩擦力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理與實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)分析答題；
（2）應(yīng)用描點(diǎn)法作出圖象；
（3）反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車(chē)加速度（a）與小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．

解答 解：（1）A、本實(shí)驗(yàn)是研究小車(chē)乙的加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系，所以軌道傾斜是為了平衡小車(chē)乙受到的摩擦力，故A錯(cuò)誤，B正確．
C、實(shí)驗(yàn)中，只能在小車(chē)乙加速運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中采集數(shù)據(jù)，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：BD；
（3）根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后根據(jù)描出的點(diǎn)作出圖象如圖所示：

（3）①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個(gè)交點(diǎn)，記錄下四個(gè)交點(diǎn)的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．
②反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車(chē)加速度（a）與小車(chē)質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．
故答案為：（1）BD；　（2）圖象如圖所示；（3）①在a-F圖線上作一條垂直于橫軸的直線（即F相同），記錄下與四條圖線的交點(diǎn)縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對(duì)應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)；②加速度a；質(zhì)量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理等問(wèn)題；應(yīng)用圖象法處理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)是常用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理方法，要掌握描點(diǎn)法作圖的方法；實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng)，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．