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    13．某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力（mg）作为小车所受的拉力，用DIS测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示．

    （1）该实验中，让小车（包括位移传感器发射部分）质量M不变时，探究a与F 关系，使用的探究方法是控制变量法．
    （2）图（b）中图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的；（选填“①”或“②”）
    （3）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大
    （4）小车（包括位移传感器发射部分）的总质量M=0.5kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=0.2．

    分析 （1）应明确在讨论三个变量之间的关系时，应保持其中一个量不变讨论其它两个变量之间的关系，此种方法即为控制变量法；
    （2）根据图象①可知，当拉力为零时，物体已经具有加速度，②图象，有拉力时，加速度为零，由此可知，一个是由于木板倾斜的太厉害，一个没有倾斜或者倾斜的角度太小．
    （3）应明确在满足钩码质量远小于小车质量时，绳子拉力才等于钩码的重力．
    （4）根据a-F图象的特点结合牛顿第二定律求解，明确图象斜率的含义．

    解答 解：（1）：根据实验原理可知，在保持小车的总质量不变情况下，研究小车加速度与小车所受的外力关系，此研究方法即为控制变量法；
    （2）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
    （3）根据实验原理可知，在满足钩码质量远小于小车质量的条件下，绳子拉力才等于钩码的重力，此时a-F图象是倾斜直线，若AB段是曲线，说明所挂钩码的质量太大．
    （4）根据F=ma得a-F图象的斜率k=$\frac{1}{m}$，
    由a-F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．
    由a-F图象②得，当F=1N时，物体即将要滑动，此时有F=f，因此滑动摩擦力等于1N．
    根据摩擦力公式：f=μmg，代入数据得：μ=0.2
    故答案为：（1）控制变量法，（2）①，（3）所挂钩码的总质量太大，（4）0.5，0.2．

    点评 对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，只有掌握好了基本知识和基本方法才能顺利解决实验题目，所以要重视基本知识和基本方法的学习和训练．

    练习册系列答案
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