Question

如圖為用DIS（位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計 算機）研究加速度和力的關系的實驗裝置．實驗前已平衡摩擦力．
①實驗中采用控制變量法，應保持

小車的質量

不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的

合力

，用DIS測小車的加速度．
②改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復測量．根據(jù)測得的多組數(shù)據(jù)可 畫出a-F關系圖線（如圖所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

小車的質量一定，加速a與合力F成正比

．此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是：

C

A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質量太大
D．所用小車的質量太大．

Answer 1

分析：①探究加速度與力的關系，應控制小車的質量保持不變；平衡摩擦力后用鉤碼的重力作為小車受到的合力；
②控制實驗所控制的變量，分析圖象，根據(jù)圖象特點得出實驗結論；根據(jù)實驗注意事項分析圖象偏離直線的原因．

解答：解：①探究加速度與力的關系，應保持小車的質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力．
②由圖象OA段可知，a與F成正比，即：在小車質量一定時，加速度a與小車受到的合力F成正比；
以小車與鉤碼組成的系統(tǒng)為研究對象，系統(tǒng)所受的合外力等于鉤碼的重力m_鉤碼g，
由牛頓第二定律得：m_鉤碼g=（m_小車+m_鉤碼）a，小車的加速度a=

m鉤碼

m小車+m鉤碼

g，
小車受到的拉力F=m_小車a=

m小車m鉤碼

m小車+m鉤碼

g，當m_鉤碼＜＜m_小車時，
可以認為小車受到的合力等于鉤碼的重力，如果鉤碼的質量太大，
則小車受到的合力小于鉤碼的重力，實驗誤差較大，a-F圖象偏離直線，故C正確．
故答案為：①小車的質量；合力；②小車的質量一定，加速a與合力F成正比；C．

點評：本題考查了控制變量法的應用、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗誤差分析，實驗誤差分析是本題的難點；應知道當砝碼質量遠小于小車質量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼重力．