Question

3．①图甲是探究加速度与力、质量关系的实验示意图．根据某次实验记录的数据，做出a-F图线如图乙所示．图线不经过原点的原因是平衡摩擦力时木板倾角太大平衡摩擦时，主要是平衡了小车与木板之间及纸带与打点计时器之间的摩擦．

②几位同学分析所得到的a-F图线不是一条直线的原因后，重新设计了一个实验如图丙所示，滑块M放在气垫导轨上，并在滑块上固定一个速度传感器，力传感器固定在另一水平台子上，分别与两台电脑相连，气垫导轨连上气泵并调成水平．多次改变钩码m的质量，由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值．则下列说法中正确的是A

A．由于空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力很小，可以得出a∝F的结论，图线是倾斜的直线
B．力传感器测得的力F=$\frac{mg}{2}$，在实验时应确保钩码的质量脚远小于滑块的质量M
C．除空气阻力及绳子与滑轮间的摩擦力之外，动滑轮C的质量是实验最大的误差来源
D．实验中测出的加速度a的值不可能大于重力加速度g．

Answer 1

分析 （1）该实验的研究对象是小车，采用控制变量法研究．当质量一定时，研究小车的加速度和小车所受合力的关系．那么小车的合力怎么改变和测量呢？为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．
（2）由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值，可以不计动滑轮的质量，也不需要砝码的质量要远小于小车的质量．

解答 解：（1）从上图中发现直线没过原点，当F=0时，a≠0，也就是说当绳子上拉力为0时，小车的加速度不为0，说明小车的重力沿斜面分力大于摩擦力，所以原因是实验前平衡摩擦力时木板倾角太大．
平衡摩擦力主要是平衡了木板和小车之间及纸带和打点计时器间的摩擦．
（2）由速度和力传感器可以得到多组不同的加速度a、力F的值，可以不计动滑轮的质量，也不需要砝码的质量要远小于小车的质量．实验中测出加速度a的值可能大于重力加速度g，故A正确；
故选：A
故答案为：（1）平衡摩擦力时木板倾角太大； 小车与木板、纸带与打点计时器；（2）A

点评 该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．
对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，这样问题我们要从实验原理和减少实验误差方面去解决