Question

【题目】数字化信息系统DIS （位移传感器、数据采集器、计算机等），应用传感器和数据采集器自动获取和输入实验数据，通过计算机的快速处理得到实验的结果，提高了教学效率，使学生可以有更多的时间用于自主探究活动，改变传统的教学模式。

下面通过DIS在长木板上研究物体加速度与力的关系，如图（1）实验装置。

（1）本实验中_____（填写‘要’或者‘不要’）平衡摩擦力。

（2）本实验钩码所受的重力作为小车所受拉力，需要满足__________。

（3）改变所挂钩码的数量，多次重复测量。通过多次实验，得到的数据，画出图象（如图2所示）。

结果发现图象明显偏离直线，造成此误差的主要原因是_____

A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大

（4）如图2，F不断增大，AB这一曲线不断延伸，那么加速度趋向值_____。如图2，F不断增大，那么绳子的拉力趋向值_____。

Answer 1

【答案】 （1）要； （2）钩码质量远小于小车（和位移传感器）质量； （3）C； （4）g； 小车（和位移传感器）的重量；

【解析】(1)在研究物体加速度与力的关系时，用钩码所受的重力作为小车所受的合力，所以需要平衡摩擦力；

(2) ）以小车与钩码组成的系统为研究对象，系统所受的合外力等于钩码的重力mg，
由牛顿第二定律得：mg=（M+m）a，小车的加速度a=，
小车受到的拉力F=Ma=，

当m<<M时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，所以应满足钩码质量远小于小车（和位移传感器）质量；

(3)A．小车与轨道之间存在摩擦，会造成图像不过原点，不会造成a-F图象偏离直线，故A错误；

B．只有导轨保持水平，小车受到的拉力才保持不变，所以导轨保持水平，不会造成a-F图象偏离直线，故B错误；

C．如果钩码的质量太大，则小车受到的合力小于钩码的重力，实验误差较大，a-F图象偏离直线，故C正确；

D．当m<<M时，可以认为小车受到的合力等于钩码的重力，a-F图象是一条直线，故D错误。

故选：C

(4)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，如果增大钩码的质量，则外力增大，AB这一曲线不断延伸，根据小车的加速度a=，当M<<m时，加速度趋向为g；此时对于小车和位移传感器，F=Ma，F趋向值为小车和位移传感器的总重量。