Question

15．在用DIS研究小車(chē)加速度與外力的關(guān)系時(shí)，某實(shí)驗(yàn)小組先用如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置．重物通過(guò)滑輪用細(xì)線(xiàn)拉小車(chē)，位移傳感器（發(fā)射器）隨小車(chē)一起沿傾斜軌道運(yùn)動(dòng)，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端．實(shí)驗(yàn)時(shí)將重物的重力作為拉力F，改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)四次，列表記錄四組數(shù)據(jù)：

a/m•s-2	2.01	2.98	4.02	5.01
F/N	1.00	2.00	3.00	4.00

（1）在圖（c）所示的坐標(biāo)紙上作出小車(chē)加速度a隨拉力F變化的圖線(xiàn)；
（2）從所得圖線(xiàn)分析該實(shí)驗(yàn)小組在操作過(guò)程中的不當(dāng)之處；
（3）如果實(shí)驗(yàn)時(shí)，在小車(chē)和重物之間接一不計(jì)質(zhì)量的微型力傳感器來(lái)測(cè)量拉力F，實(shí)驗(yàn)裝置如圖（b）所示，從理論上分析，該實(shí)驗(yàn)圖線(xiàn)的斜率將變大．（填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)所提供數(shù)據(jù)采用描點(diǎn)法可正確畫(huà)出加速度a和拉力F的關(guān)系圖線(xiàn)．
（2）根據(jù)所畫(huà)圖象可得出正確結(jié)果．
（3）根據(jù)牛頓第二定律，得出圖線(xiàn)斜率表示的物理意義，從而判斷圖線(xiàn)斜率的意義．

解答 解：（1）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，畫(huà)出小車(chē)加速度a和拉力F的關(guān)系圖線(xiàn)如下圖所示：

（2）由圖象可知，當(dāng)小車(chē)?yán)�力為零時(shí)，已經(jīng)產(chǎn)生了加速度，故在操作過(guò)程中斜面的傾角過(guò)大，平衡摩擦力過(guò)度．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得，a=$\frac{F}{m}$，知圖線(xiàn)的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)．
掛重物時(shí)，a=$\frac{mg}{M+m}$，圖線(xiàn)的斜率表示系統(tǒng)質(zhì)量的倒數(shù)，用力傳感器時(shí)，加速度a=$\frac{F}{M}$．
圖線(xiàn)的斜率表示小車(chē)質(zhì)量M的倒數(shù)，可知圖線(xiàn)的斜率變大．
故答案為：（1）如圖所示：；
（2）軌道傾角過(guò)大（或平衡摩擦力過(guò)度）；
（3）變大．

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng)，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．