Question

5．某班級同學(xué)用如圖（a）所示裝置驗證加速度a和力F、質(zhì)量m的關(guān)系．甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個加速度傳感器，小車乙上固定一個力傳感器，力傳感器和小車甲之間用一根不可伸長的細(xì)線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始向下運(yùn)動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車甲受到的拉力和加速度的大�。�

（1）下列關(guān)于實驗裝置和操作的說法中正確的是A
（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
（C）彈簧力應(yīng)遠(yuǎn)小于小車甲所受的重力
（D）彈簧力應(yīng)遠(yuǎn)小于小車乙所受的重力
（2）四個實驗小組選用的小車甲（含加速度傳感器）的質(zhì)量分別是m₁=1.0kg、m₂=2.0kg、m₃=3.0kg和m₄=4.0kg，其中有三個小組已經(jīng)完成了a-F圖象，如圖（b）所示，最后一個小組的實驗數(shù)據(jù)如表所示，請在圖（b）中完成該組的a-F圖線；

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5	6
拉力F（N）	49.0	40.0	35.0	24.0	16.2	9.6
加速度a（m/s2）	16.3	13.3	11.7	8.0	5.4	3.2

（3）在驗證了a和F的關(guān)系后，為了進(jìn)一步驗證a和m的關(guān)系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？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交點，記錄下四個交點的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．；
②為了更直觀地驗證a和m的關(guān)系，建立的坐標(biāo)系應(yīng)以a為縱軸；以$\frac{1}{m}$為橫軸．

Answer 1

分析 注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力；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)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)$（\frac{1}{m}）$關(guān)系圖象．

解答 解：（1）A、本實驗是研究小車甲的加速度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甲受到的摩擦力，故A正確，B錯誤．
C、小車乙上固定一個力傳感器，繩子的拉力可以直接測出，彈簧的彈力不需要滿足遠(yuǎn)小于甲車的重力，故C、D錯誤．
故選：A．
（2）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交點，記錄下四個交點的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(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)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關(guān)系圖象．
故答案為：（1）A，（2）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交點，記錄下四個交點的縱坐標(biāo)a，分別與各圖線對應(yīng)的m組成四組數(shù)據(jù)．②a，$\frac{1}{m}$．

點評 實驗裝置雖然有所變動，但是實驗原理、實驗方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實驗明確實驗原理是解答實驗的關(guān)鍵．