Question

【題目】數(shù)字化信息系統(tǒng)DIS （位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等），應(yīng)用傳感器和數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)獲取和輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)的快速處理得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提高了教學(xué)效率，使學(xué)生可以有更多的時(shí)間用于自主探究活動(dòng)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式。

下面通過DIS在長(zhǎng)木板上研究物體加速度與力的關(guān)系，如圖（1）實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）本實(shí)驗(yàn)中_____（填寫‘要’或者‘不要’）平衡摩擦力。

（2）本實(shí)驗(yàn)鉤碼所受的重力作為小車所受拉力，需要滿足__________。

（3）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量。通過多次實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)，畫出圖象（如圖2所示）。

結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是_____

A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)

C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大

D．所用小車的質(zhì)量太大

（4）如圖2，F(xiàn)不斷增大，AB這一曲線不斷延伸，那么加速度趨向值_____。如圖2，F(xiàn)不斷增大，那么繩子的拉力趨向值_____。

Answer 1

【答案】 （1）要； （2）鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車（和位移傳感器）質(zhì)量； （3）C； （4）g； 小車（和位移傳感器）的重量；

【解析】(1)在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí)，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力，所以需要平衡摩擦力；

(2) ）以小車與鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對(duì)象，系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力mg，
由牛頓第二定律得：mg=（M+m）a，小車的加速度a=，
小車受到的拉力F=Ma=，

當(dāng)m<<M時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的合力等于鉤碼的重力，所以應(yīng)滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車（和位移傳感器）質(zhì)量；

(3)A．小車與軌道之間存在摩擦，會(huì)造成圖像不過原點(diǎn)，不會(huì)造成a-F圖象偏離直線，故A錯(cuò)誤；

B．只有導(dǎo)軌保持水平，小車受到的拉力才保持不變，所以導(dǎo)軌保持水平，不會(huì)造成a-F圖象偏離直線，故B錯(cuò)誤；

C．如果鉤碼的質(zhì)量太大，則小車受到的合力小于鉤碼的重力，實(shí)驗(yàn)誤差較大，a-F圖象偏離直線，故C正確；

D．當(dāng)m<<M時(shí)，可以認(rèn)為小車受到的合力等于鉤碼的重力，a-F圖象是一條直線，故D錯(cuò)誤。

故選：C

(4)當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí)，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質(zhì)量，則外力增大，AB這一曲線不斷延伸，根據(jù)小車的加速度a=，當(dāng)M<<m時(shí)，加速度趨向?yàn)?/span>g；此時(shí)對(duì)于小車和位移傳感器，F(xiàn)=Ma，F(xiàn)趨向值為小車和位移傳感器的總重量。