Question

【题目】同学们分别利用图甲、乙所示的两种装置采用不同方案进行“探究物体运动的加速度与所受合外力关系”的的实验，其中小车A质量约为350g，并与纸带相连，B为打点计时器，托盘C内装有砝码，托盘自身的质量为5g；D为无线测力传感器。两种方案的不同在于: 方案一采用托盘和砝码的重力值作为小车受到的拉力，方案二则用传感器D直接测量绳子对小车的拉力。

(1)关于器材的选取，下列说法正确的是（____________）

A.方案一必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个

B.方案一可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个

C.方案二必须选取单个质量尽量小的砝码，如5克/个

D.方案二可以选取单个质量较大的砝码，如50克/个

(2)两种方案都必须进行的实验操作是（____________）

A.需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力

B.应先接通打点计时器电源，再释放小车

C.为了减小误差，每次小车应从同一位置释放

D.需要记录托盘中砝码的质量

(3)某组同学利用方案进行了实验，并将所获得的6组数据对应地绘制在图所示的a-F图中，请你根据图中点迹，绘制一条可以反映加速度和拉力关系的图线___________。

(4)根据第(3)问中你所绘制的图线，可反映出该组同学在实验操作中的不妥之处是____________________________________________。

(5)若某组同学利用方案一进行实验室，忘记了将轨道右端垫高平衡摩擦力，一直是轨道处于水平状态，请根据牛顿运动定律，通过推导说明由这种操作和正确操作分别获取的数据所绘制的a-F图线的斜率和纵轴截距_____________________。

Answer 1

【答案】AD AB 见解析图 平衡摩擦过度 见解析

【解析】

(1)[1]乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，也不要求托盘及盘中砝码总质量远小于小车A的质量，而甲装置是需要的。故选AD.

(2)[2]两种方案都需要将导轨的右端垫高以平衡摩擦力，这样才能保证拉力的功等于合外力的功，A正确；根据打点计时器使用规范，两种方案都需要应先接通打点计时器电源，再释放小车，B正确；测量过程中与小车是否在同一位置释放无关，故C错误；乙装置由于有力传感器，则不需要测量并记录托盘及托盘中砝码的总质量，故D错误.

(3)[3]关系图线如图所示：

(4)[4]由图可知当F=0时加速度a不为零，所以不妥之处在于右端垫得过高，平衡摩擦过度.

(5)[5]由牛顿第二定律可知，未平衡摩擦时有：

得：

平衡摩擦时有：

得：

两次对比可知，忘记右端垫高平衡摩擦对图像斜率无影响，但在纵轴上会产生的负截距.