Question

【题目】如图甲所示的实验装置可以用来探究加速度与力的关系。实验中用到了位移传感器,发射器放在运动的小车上，接收器与计算机相连,即可通过计算机得到小车加速度的具体数值。实验中通过增加钩码的数量,进行多次测量,可得小车运动的加速度和钩码重力F的关系图像,如图乙所示。

(1)图像不过原点,表明实验之前缺少的一个必要操作是______________.

(2)由图像可以计算出小车与木板间的动摩擦因素_______(最大静摩擦力等于滑动摩擦力)(g取).

(3)随着所挂钩码数量增加,拉力F越来越大,图线不断延伸,后半段将要发生弯曲,请预测图线将向_________(填“横轴”或“纵轴”)一侧弯曲.

(4)为使实验图线能不出现(3)中的问题,下列操作可行的是__________.

A.将钩码全部置于小车内,取用钩码改变细绳拉力时,保持钩码总数一定

B.在改变钩码数量时同时用木块垫高长木板的右端,使小车获得更大的加速度

C.选用质量更小的小车,使小车能够平稳的加速,同时减小摩擦力带来的影响

D.换用动摩擦因数更小的木板,使小车所受拉力更接近小车的合外力

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 0.1 横轴 A

【解析】

（1）实验前要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，a-F图象在F轴上将有截距；

（2）应用牛顿第二定律求出图象的函数表达式，然后根据图象的函数表达式求出质量与动摩擦因数；

（3）随砝码质量增加，滑块受到的拉力明显小于钩码的重力，图线将向F轴弯曲。

（1）a-F图象在F轴上将有截距，不过原点，所以在实验前需要将轨道右端适当垫高，用来平衡摩擦力；

（2）由牛顿第二定律可知：，得，结合图像，即，解的；

（3）随着所挂砝码数量增加，拉力F越来越大，滑块受到的拉力明显小于砝码的重力，a-F图象中图线不断延伸，后半段将会发生弯曲，图线将向横轴弯曲；

（4）轨道是光滑或粗糙并不会使图像弯曲，设轨道光滑，设钩码的质量为，小车质量为，以小车为研究对象得：，以钩码为研究对象：，联立得：，则加速度，若时，绳子拉力已经近似等于钩码的重力，即，所以实验中，若将钩码全部置于小车内，取用钩码改变细绳拉力时，保持钩码总数一定，即一定，图像就不出现弯曲。故选A。

故本题的答案为：（1）平衡摩擦力 （2）0.1 （3）横轴 （4）A。