Question

14．某同学利用如图装置研究外力与加速度的关系．将力传感器安装在置于光滑水平轨道的小车上，通过细绳绕过光滑定滑轮悬挂钩码．开始实验后，依次按照如下步骤
操作：

①同时打开力传感器和位移传感器；②释放小车；③关闭传感器，根据F-t，v-t图象记录下绳子拉力F和小车加速度a．④重复上述步骤．
（1）利用上述器材和过程得到多组数据数据作出a-F图象，为一直线，则B
A．理论上直线斜率应等于小车质量
B．直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平
C．如果小车受到来自水平轨道的恒定阻力，直线斜率会变小
D．若实验中钩码质量较大，图象可能会呈现一条曲线
（2）如果实验时，关闭力传感器，改用钩码的重力当作绳子拉力，从理论上分析，此时得到的a-F图象与原来相比，图线的斜率将C
A．不变      B．变大      C．变小．

Answer 1

分析 （1）由于a=$\frac{F}{m}$，根据a-F图象知道理论上直线斜率应等于小车质量的倒数，根据牛顿第二定律分析小车受到自水平轨道的恒定阻力时，斜率的变化情况，钩码质量较大，不影响力传感器测量绳子对小车的拉力；
（2）关闭力传感器，改用钩码的重力当作绳子拉力时，要把小车和钩码看成一个整体，结合牛顿第二定律分析．

解答 解：（1）A、由于a=$\frac{F}{m}$，根据a-F图象知道理论上直线斜率应等于小车质量的倒数，故A错误．
B、直线不过原点可能是因为轨道没有调整到水平，重力沿轨道方向有分力，故B正确．
C、如果小车受到来自水平轨道的恒定阻力，那么a=$\frac{F-f}{m}$，f为阻力，那么a-F图象知道直线斜率不变，变的是图形不过原点，故C错误．
D、若实验中钩码质量较大，不影响力传感器测量绳子对小车的拉力，所以图象仍然是直线，故D错误．
故选：B．
（2）如果实验时，关闭力传感器，改用钩码的重力当作绳子拉力，设钩码的质量为m，小车的质量为M，根据牛顿第二定律得：
a=$\frac{mg}{M+m}$=$\frac{1}{M+m}F$，
图线的斜率变为$\frac{1}{M+m}$，所以斜率变小，故C正确．
故选：C
故答案为：（1）B；（2）C．

点评 解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．
通过作图法研究两个变量之间的关系是物理里常用的一种手段，只有直线图形可以清楚地说明两变量之间的关系．