Question

4．某同学利用如图1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：
a、同时打开力传感器和位移传感器；
b、释放小车；
c、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．
d、重复上述步骤．

①某次释放小车后得到的F-t，v-t图象如图2所示．根据图象，此次操作应记录下的外力F大小为0.82N，加速度a为1.6m/s²．（保留2位有效数字）
②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
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．

Answer 1

分析 了解该实验装置，知道实验过程中小车的运动情况．
根据F-t，v-t图象求出F大小和a的大小．

解答 解：（1）根据v-t图象得到0.8s前小车是静止的，0.8s后小车做匀加速运动．
所以此次操作应记录下的外力F大小为0.82N，
根据v-t图象的斜率求出加速度a=$\frac{△v}{△t}$=1.6m/s²．
（2）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．
故答案为：（1）0.82；1.6；（2）B．

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．