Question

【題目】同學們分別利用圖甲、乙所示的兩種裝置采用不同方案進行“探究物體運動的加速度與所受合外力關系”的的實驗，其中小車A質量約為350g，并與紙帶相連，B為打點計時器，托盤C內裝有砝碼，托盤自身的質量為5g；D為無線測力傳感器。兩種方案的不同在于: 方案一采用托盤和砝碼的重力值作為小車受到的拉力，方案二則用傳感器D直接測量繩子對小車的拉力。

(1)關于器材的選取，下列說法正確的是（____________）

A.方案一必須選取單個質量盡量小的砝碼，如5克/個

B.方案一可以選取單個質量較大的砝碼，如50克/個

C.方案二必須選取單個質量盡量小的砝碼，如5克/個

D.方案二可以選取單個質量較大的砝碼，如50克/個

(2)兩種方案都必須進行的實驗操作是（____________）

A.需要將導軌的右端墊高以平衡摩擦力

B.應先接通打點計時器電源，再釋放小車

C.為了減小誤差，每次小車應從同一位置釋放

D.需要記錄托盤中砝碼的質量

(3)某組同學利用方案進行了實驗，并將所獲得的6組數據對應地繪制在圖所示的a-F圖中，請你根據圖中點跡，繪制一條可以反映加速度和拉力關系的圖線___________。

(4)根據第(3)問中你所繪制的圖線，可反映出該組同學在實驗操作中的不妥之處是____________________________________________。

(5)若某組同學利用方案一進行實驗室，忘記了將軌道右端墊高平衡摩擦力，一直是軌道處于水平狀態，請根據牛頓運動定律，通過推導說明由這種操作和正確操作分別獲取的數據所繪制的a-F圖線的斜率和縱軸截距_____________________。

Answer 1

【答案】AD AB 見解析圖 平衡摩擦過度 見解析

【解析】

(1)[1]乙裝置由于有力傳感器，則不需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質量，也不要求托盤及盤中砝碼總質量遠小于小車A的質量，而甲裝置是需要的。故選AD.

(2)[2]兩種方案都需要將導軌的右端墊高以平衡摩擦力，這樣才能保證拉力的功等于合外力的功，A正確；根據打點計時器使用規范，兩種方案都需要應先接通打點計時器電源，再釋放小車，B正確；測量過程中與小車是否在同一位置釋放無關，故C錯誤；乙裝置由于有力傳感器，則不需要測量并記錄托盤及托盤中砝碼的總質量，故D錯誤.

(3)[3]關系圖線如圖所示：

(4)[4]由圖可知當F=0時加速度a不為零，所以不妥之處在于右端墊得過高，平衡摩擦過度.

(5)[5]由牛頓第二定律可知，未平衡摩擦時有：

得：

平衡摩擦時有：

得：

兩次對比可知，忘記右端墊高平衡摩擦對圖像斜率無影響，但在縱軸上會產生的負截距.