Question

10．如图1所示，利用DIS实验系统探究加速度与力的关系．一端带有定滑轮的长木板调至水平后固定在桌面上，另一端安装位移传感器（接收器），绕过定滑轮和动滑轮的细线将装有位移传感器（发射器）的小车和力传感器连接起来，动滑轮下挂有质量可以改变的小重物．将位移传感器、力传感器与数据采集器相连，打开计算机中操作软件，放开小车使之运动．不计滑轮、托盘和细线的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦．

（1）（单选题）实验中力传感器的示数F与小重物的重力mg的关系为C
（A）F=$\frac{mg}{2}$     （B）F＞$\frac{mg}{2}$    （C）F＜$\frac{mg}{2}$     （D）无法确定
（2）（多选题）保持小车（含发射器）的质量M不变，改变小重物的质量m，重复进行多次实验．记下每次力传感器的示数F，利用DIS测出每次实验中小车的加速度a．将得到的a、F数据绘制成a-F图象（如图2）．以下图象不可能的是BCD．
（3）在本实验中不计滑轮的质量，忽略滑轮与转轴间的摩擦，除此之外请写出一种减少实验误差的主要方法：减小小车与轨道之间的摩擦．

Answer 1

分析 （1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律即可判断；
（2）本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F-f=ma，求出a-F的表达式，从而选择图象；
（3）减小小车与轨道之间的摩擦可以减小实验误差．

解答 解：（1）小重物做匀加速直线运动，根据牛顿第二定律得：
mg-2F=ma，
解得：F=$\frac{mg-ma}{2}＜\frac{mg}{2}$，故C正确．
故选：C
（2）根据实验装置可知，本实验没有平衡摩擦力，所以当F≠0时，a=0，即在F轴上有截距，绳子的拉力减去摩擦力等于小车受到的合外力，即F-f=ma，a=$\frac{1}{m}F-\frac{f}{m}$，是一条倾斜的直线，故A正确，BCD错误．
本题选错误的
故选：BCD
（3）减小小车与轨道之间的摩擦可以减小实验误差．
故答案为：（1）C；（2）BCD；（3）减小小车与轨道之间的摩擦

点评 解答本题要注意不是用重物的重力代替绳子的拉力，所以随着重物重力的增大，图象不会弯曲，还要注意根据实验装置可知本实验没有平衡摩擦力，难度适中．