Question

14．在用DIS研究小車加速度與外力的關(guān)系時，某實驗小組采用如圖甲所示的實驗裝置．重物通過滑輪用細(xì)線與小車相連，位移傳感器（發(fā)射器）隨小車一起沿傾斜軌道運動，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端，利用位移傳感器和計算機(jī)，可以便捷地獲取小車的位置信息從而得到小車運動的加速度，實驗中把重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實驗四次，記錄四組數(shù)據(jù)如表所示． 

a/m•s-1	2.01	2.98	4.02	6.00
F/N	1.00	2.00	3.00	5.00

（1）在如圖乙所示的坐標(biāo)紙上作出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線．
（2）從所得圖線分析該實驗小組在操作過程中的不當(dāng)之處是傾角過大，平衡摩擦力過度．
（3）如果實驗時，在小車和重物之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器，如圖丙所示，再重復(fù)上述操作，以力傳感器的示數(shù)表示拉力F，與該實驗小組所得圖線相比，所得圖線的斜率將變大（選填“變大”“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)所提供數(shù)據(jù)采用描點法可正確畫出加速度a和拉力F的關(guān)系圖線．
（2）根據(jù)所畫圖象可得出正確結(jié)果．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，得出圖線斜率表示的物理意義，從而判斷圖線斜率的意義．

解答 解：（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，畫出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線如下圖所示：

（2）由圖象可知，當(dāng)小車?yán)�力為零時，已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，故在操作過程中斜面的傾角過大，平衡摩擦力過度．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{F}{m}$，知圖線的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．掛重物時，a=$\frac{mg}{m+M}$，
圖線的斜率表示系統(tǒng)質(zhì)量的倒數(shù)，用力傳感器時，加速度a=$\frac{F}{M}$．
圖線的斜率表示小車質(zhì)量M的倒數(shù)，可知圖線的斜率變大．
故答案為：（1）如圖；（2）傾角過大，平衡摩擦力過度；（3）變大．

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．