Question

關于“用DIS探究牛頓第二定律”的實驗
（1）如圖1是本實驗的裝置圖，圖中①是位移傳感器的

 

部分，②是位移傳感器的

 

部分．本實驗通過

 

來改變對小車的拉力，通過

 

來改變小車的質量．
（2）如圖2為小車質量不變時實驗所得的a～F圖象，從圖象上可以看到直線不過原點，其原因是

 

，由圖可知小車的質量為

 

kg．

Answer 1

分析：（1）發射器固定在小車上，接收器應該固定在軌道上．
（2）關于a-F圖象是一條傾斜的直線，說明a與F成線性關系．可通過求直線的斜率求解質量m．

解答：解：（1）發射器固定在小車上，接收器應該固定在軌道上．
所以圖中①是位移傳感器的發射器部分，②是位移傳感器的接收器部分．
本實驗通過控制變量法研究加速度與力、質量的關系，所以
通過改變懸掛鉤碼的個數來改變對小車的拉力，通過在小車上加配重片來改變小車的質量．
（2）從上圖中發現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0處于靜止，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該組同學實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟．
所以造成圖中直線不過坐標原點的原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
a=

F-f

m

a-F圖線的斜率的倒數即物體的質量，
所以m=

1

k

=0.77kg
故答案為：（1）發射器、接收器、改變懸掛鉤碼的個數、在小車上加配重片．
（2）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足、約0.77．

點評：本題關鍵要明確“用DIS研究加速度和質量的關系”實驗中實驗器材的用法，由于目前很多學校還不具備條件，不少同學不能親自做這個實驗，可以多看看課本．