Question

【題目】數字化信息系統DIS （位移傳感器、數據采集器、計算機等），應用傳感器和數據采集器自動獲取和輸入實驗數據，通過計算機的快速處理得到實驗的結果，提高了教學效率，使學生可以有更多的時間用于自主探究活動，改變傳統的教學模式。

下面通過DIS在長木板上研究物體加速度與力的關系，如圖（1）實驗裝置。

（1）本實驗中_____（填寫‘要’或者‘不要’）平衡摩擦力。

（2）本實驗鉤碼所受的重力作為小車所受拉力，需要滿足__________。

（3）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量。通過多次實驗，得到的數據，畫出圖象（如圖2所示）。

結果發現圖象明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是_____

A．小車與軌道之間存在摩擦

B．導軌保持了水平狀態

C．所掛鉤碼的總質量太大

D．所用小車的質量太大

（4）如圖2，F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不斷增大，那么繩子的拉力趨向值_____。

Answer 1

【答案】 （1）要； （2）鉤碼質量遠小于小車（和位移傳感器）質量； （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系時，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為研究對象，系統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m<<M時，可以認為小車受到的合力等于鉤碼的重力，所以應滿足鉤碼質量遠小于小車（和位移傳感器）質量；

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

B．只有導軌保持水平，小車受到的拉力才保持不變，所以導軌保持水平，不會造成a-F圖象偏離直線，故B錯誤；

C．如果鉤碼的質量太大，則小車受到的合力小于鉤碼的重力，實驗誤差較大，a-F圖象偏離直線，故C正確；

D．當m<<M時，可以認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錯誤。

故選：C

(4)當鉤碼的質量遠小于小車的總質量時，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質量，則外力增大，AB這一曲線不斷延伸，根據小車的加速度a=，當M<<m時，加速度趨向為g；此時對于小車和位移傳感器，F=Ma，F趨向值為小車和位移傳感器的總重量。