Question

13．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，用鉤碼所受重力（mg）作為小車所受的拉力，用DIS測(cè)小車的加速度．通過(guò)改變鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測(cè)量，可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象．他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示．

（1）該實(shí)驗(yàn)中，讓小車（包括位移傳感器發(fā)射部分）質(zhì)量M不變時(shí)，探究a與F 關(guān)系，使用的探究方法是控制變量法．
（2）圖（b）中圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；（選填“①”或“②”）
（3）隨著鉤碼的數(shù)量增大到一定程度時(shí)圖（b）中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
（4）小車（包括位移傳感器發(fā)射部分）的總質(zhì)量M=0.5kg；滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．

Answer 1

分析 （1）應(yīng)明確在討論三個(gè)變量之間的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持其中一個(gè)量不變討論其它兩個(gè)變量之間的關(guān)系，此種方法即為控制變量法；
（2）根據(jù)圖象①可知，當(dāng)拉力為零時(shí)，物體已經(jīng)具有加速度，②圖象，有拉力時(shí)，加速度為零，由此可知，一個(gè)是由于木板傾斜的太厲害，一個(gè)沒(méi)有傾斜或者傾斜的角度太�。�
（3）應(yīng)明確在滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量時(shí)，繩子拉力才等于鉤碼的重力．
（4）根據(jù)a-F圖象的特點(diǎn)結(jié)合牛頓第二定律求解，明確圖象斜率的含義．

解答 解：（1）：根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，在保持小車的總質(zhì)量不變情況下，研究小車加速度與小車所受的外力關(guān)系，此研究方法即為控制變量法；
（2）由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大，即傾角過(guò)大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過(guò)高．所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的．
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，在滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的條件下，繩子拉力才等于鉤碼的重力，此時(shí)a-F圖象是傾斜直線，若AB段是曲線，說(shuō)明所掛鉤碼的質(zhì)量太大．
（4）根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{m}$，
由a-F圖象得圖象斜率k=2，所以m=0.5kg．
由a-F圖象②得，當(dāng)F=1N時(shí)，物體即將要滑動(dòng)，此時(shí)有F=f，因此滑動(dòng)摩擦力等于1N．
根據(jù)摩擦力公式：f=μmg，代入數(shù)據(jù)得：μ=0.2
故答案為：（1）控制變量法，（2）①，（3）所掛鉤碼的總質(zhì)量太大，（4）0.5，0.2．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，只有掌握好了基本知識(shí)和基本方法才能順利解決實(shí)驗(yàn)題目，所以要重視基本知識(shí)和基本方法的學(xué)習(xí)和訓(xùn)練．