某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置研究加速度和力的关系．（1）在该实验中必须采用控制变量法，应

Question

某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置研究加速度和力的关系．（1）在该实验中必须采用控制变量法，应保持______不变，用钩码所受的重力作为______，用DIS测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象．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．（2）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．（3）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是______．A．小车与轨道之间存在摩擦 B．导轨保持了水平状态C．所挂钩码的总质量太大 D．所用小车的质量太大（4）小车和位移传感器接收部分的总质量m=______kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______（g取10m/s2）．

Answer 1

（1）该实验中必须采用控制变量法，才能研究其他两个量的关系，因此当控制小车的总质量不变时，则根据小车运动的加速度a和所受拉力F的关系图象来确定两者的关系，因平衡摩擦力后，此处小车所受的拉力大小等于钩码所受的重力．
（2）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
（3）随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，不再满足小车质量远大于钩码质量，因此我们再把用钩码所受重力作为小车所受的拉力，会导致大的误差，因此C正确，ABD错误；
（4）根据F=ma得a-F图象的斜率k=

1

m

，
由a-F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．
由a-F图象②得，当F=1N时，物体即将要滑动，此时有F=f，因此滑动摩擦力等于1N，
所以滑块和轨道间的动摩擦因数μ=

f

N

＝

1

0.5×10

＝0.2．
故答案为：（1）小车的总质量　小车所受拉力　（2）①（3）C　 （4）0.5　0.2