Question

3．①圖甲是探究加速度與力、質量關系的實驗示意圖．根據某次實驗記錄的數據，做出a-F圖線如圖乙所示．圖線不經過原點的原因是平衡摩擦力時木板傾角太大平衡摩擦時，主要是平衡了小車與木板之間及紙帶與打點計時器之間的摩擦．

②幾位同學分析所得到的a-F圖線不是一條直線的原因后，重新設計了一個實驗如圖丙所示，滑塊M放在氣墊導軌上，并在滑塊上固定一個速度傳感器，力傳感器固定在另一水平臺子上，分別與兩臺電腦相連，氣墊導軌連上氣泵并調成水平．多次改變鉤碼m的質量，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的結論，圖線是傾斜的直線
B．力傳感器測得的力F=$\frac{mg}{2}$，在實驗時應確保鉤碼的質量腳遠小于滑塊的質量M
C．除空氣阻力及繩子與滑輪間的摩擦力之外，動滑輪C的質量是實驗最大的誤差來源
D．實驗中測出的加速度a的值不可能大于重力加速度g．

Answer 1

分析 （1）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．那么小車的合力怎么改變和測量呢？為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板的左端適當墊高，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，可以不計動滑輪的質量，也不需要砝碼的質量要遠小于小車的質量．

解答 解：（1）從上圖中發(fā)現直線沒過原點，當F=0時，a≠0，也就是說當繩子上拉力為0時，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，所以原因是實驗前平衡摩擦力時木板傾角太大．
平衡摩擦力主要是平衡了木板和小車之間及紙帶和打點計時器間的摩擦．
（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，可以不計動滑輪的質量，也不需要砝碼的質量要遠小于小車的質量．實驗中測出加速度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）平衡摩擦力時木板傾角太大； 小車與木板、紙帶與打點計時器；（2）A

點評 該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．
對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，這樣問題我們要從實驗原理和減少實驗誤差方面去解決