题目内容

5．某班级同学用如图（a）所示装置验证加速度a和力F、质量m的关系．甲、乙两辆小车放在倾斜轨道上，小车甲上固定一个加速度传感器，小车乙上固定一个力传感器，力传感器和小车甲之间用一根不可伸长的细线连接，在弹簧拉力的作用下两辆小车一起开始向下运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车甲受到的拉力和加速度的大小．

（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是A
（A）轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力
（B）轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力
（C）弹簧力应远小于小车甲所受的重力
（D）弹簧力应远小于小车乙所受的重力
（2）四个实验小组选用的小车甲（含加速度传感器）的质量分别是m1=1.0kg、m2=2.0kg、m3=3.0kg和m4=4.0kg，其中有三个小组已经完成了a-F图象，如图（b）所示，最后一个小组的实验数据如表所示，请在图（b）中完成该组的a-F图线；
实验次数123456
拉力F（N）49.040.035.024.016.29.6
加速度a（m/s2）16.313.311.78.05.43.2
（3）在验证了a和F的关系后，为了进一步验证a和m的关系，可直接利用图（b）的四条图线收集数据，然后作图．请写出具体的做法：
①如何收集数据？在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成四组数据．；
②为了更直观地验证a和m的关系，建立的坐标系应以a为纵轴；以$\frac{1}{m}$为横轴．

分析 注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力来平衡摩擦力；反比例关系不容易根据图象判定，而正比例关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度（a）与小车质量的倒数$（\frac{1}{m}）$关系图象．

解答 解：（1）A、本实验是研究小车甲的加速度a和力F、质量m的关系，所以轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力，故A正确，B错误．
C、小车乙上固定一个力传感器，绳子的拉力可以直接测出，弹簧的弹力不需要满足远小于甲车的重力，故C、D错误．
故选：A．
（2）如图所示．
（3）①在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成四组数据．
②反比例关系不容易根据图象判定，而正比例关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度（a）与小车质量的倒数（$\frac{1}{m}$）关系图象．
故答案为：（1）A，（2）如图所示．（3）①在a-F图象上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与各图线对应的m组成四组数据．②a，$\frac{1}{m}$．

点评 实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键．

练习册系列答案
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