Question

2．如图1为“用DIS研究加速度和力的关系”的实验装置．实验操作中，用钩码所受的重力作为小车所受外力，用DIS系统测定小车的加速度．在保持小车总质量不变的情况下，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，将数据输入计算机，得到如图2所示的a-F关系图线．

（1）分析发现图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为：没有平衡摩擦力．
（2）（单选题）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是D
（A）小车与轨道之间存在摩擦        （B）释放小车之前就启动记录数据的程序
（C）钩码总质量很小，远小于小车的总质量   （D）钩码总质量过大
（3）本实验运用了控制变量法的科学方法．

Answer 1

分析 （1）实验时要平衡摩擦力，否则小车受到的合力不等于钩码的拉力，应用图象法处理实验数据时，图象不过原点，在F轴上有截距．
（2）当钩码质量远小于小车质量时，小车受到的拉力近似等于钩码受到的重力；如果钩码质量太大，小车受到的拉力小于钩码重力，图象发生弯曲；
（3）研究加速度和力的关系运用了控制变量法．

解答 解：（1）图线在水平轴上有明显的截距（OA不为零），这是因为实验时没有平衡摩擦力，小车受到的合力小于钩码对小车的拉力造成的．
（2）图线AB段基本是一条直线，而BC段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是钩码总质量过大，大于小车的总质量，故D正确；
故选：D
（3）研究加速度和力的关系要保证小车质量不变，运用了控制变量法．
故答案为：（1）没有平衡摩擦力；（2）D；（3）控制变量法

点评 实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键，对于图象问题，通常的方法是得出两个物理量的表达式，结合图线的斜率和截距进行求解．要清楚实验的研究方法和实验中物理量的测量．当钩码的质量远小于小车的总质量时，钩码所受的重力才能作为小车所受外力．