题目内容
【题目】 “用DIS研究加速度与力的关系”的实验装置如图(a)所示,实验中用所挂钩码的重量作为细线对小车的拉力F.通过增加钩码的数量,多次测量,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)图线 (选填“①”或“②”) 是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的;
(2)在轨道水平时,小车运动的阻力Ff= N;
(3)(单选)图(b)中,拉力F较大时,a﹣F图线明显弯曲,产生误差.为避免此误差可采取的措施是 .
A.调整轨道的倾角,在未挂钩码时使小车能在轨道上匀速运动 |
B.在增加钩码数量的同时在小车上增加砝码,使钩码的总质量始终远小于小车的总质量 |
C.将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替钩码的重力 |
D.更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验. |
【答案】(1)①(2)0.5(3)C
【解析】试题分析:(1)在水平轨道上,由于受到摩擦力,拉力不为零时,加速度仍然为零,可知图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的.当轨道的右侧抬高过高时,(平衡摩擦力过度),拉力等于0时,会出现加速度,所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的.
(2)根据牛顿第二定律得,F-f=ma,,图线的斜率表示质量的倒数;因为F=0.5N时,加速度为零,解得f=0.5N.
(3)由于开始段a-F关系为一倾斜的直线,所以在质量不变的条件下,加速度与外力成正比;由实验原理:mg=Ma;得,而实际上,可见AB段明显偏离直线是由于没有满足M>>m造成的.所以更换实验中使用的钩码规格,采用质量较小的钩码进行上述实验,可以减小弯曲的程度,而将无线力传感器捆绑在小车上,再将细线连在力传感器上,用力传感器读数代替钩码的重力可以避免出现这种情况.故最佳的答案是C选项.故选C。