Question

17．某班級同學用如圖（a）所示的裝置驗證加速度a和力F、質量m的關系．甲、乙兩輛小車放在傾斜軌道上，小車甲上固定一個力傳感器，小車乙上固定一個加速度傳感器（可以測量乙在任意時刻的加速度大�。�，力傳感器和小車乙之間用一根不可伸長的細線連接，在彈簧拉力的作用下兩輛小車一起開始運動，利用兩個傳感器可以采集記錄同一時刻小車乙受到的拉力和加速度的大�。�
（1）下列關于實驗裝置和操作的說法中正確的是BD（多選）
（A）軌道傾斜是為了平衡小車甲受到的摩擦力
（B）軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力
（C）實驗中，在小車乙向下運動的過程中均可采集數(shù)據(jù)
（D）實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)
（2）四個實驗小組選用的小車乙（含力傳感器）的質量分別為m₁=0.5kg、m₂=1.0kg、m₃=1.5kg和m₄=2.0kg，四個小組已經完成了a-F圖象，如圖（b）所示．

（3）在驗證了a和F的關系后，為了進一步驗證a和m的關系，可直接利用圖（b）的四條圖線收集數(shù)據(jù)，然后作圖．請寫出具體的做法：
①如何收集數(shù)據(jù)？在a-F圖象作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個交點，記錄下四個交點的縱坐標a，分別與各圖線對應的m組成四組數(shù)據(jù)；
②為了更直觀地驗證a和m的關系，建立的坐標系應以加速度a為縱軸：以質量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．為橫軸．

Answer 1

分析 注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來平衡摩擦力；反比例關系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關系容易根據(jù)圖象判定，故應該建立小車加速度（a）與小車質量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關系圖象．

解答 解：（1）A、本實驗是研究小車乙的加速度a和力F、質量m的關系，所以軌道傾斜是為了平衡小車乙受到的摩擦力，故A錯誤，B正確．
C、實驗中，只能在小車乙加速運動的過程中采集數(shù)據(jù)，故C錯誤，D正確
故選：BD
（3）①在a-F圖象上做一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個交點，記錄下四個交點的縱坐標a，分別與各圖線對應的m組成四組數(shù)據(jù)．
②反比例關系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關系容易根據(jù)圖象判定，故應該建立小車加速度（a）與小車質量的倒數(shù)（$\frac{1}{m}$）關系圖象．
故答案為：（1）BD，（3）①在a-F圖象作一條垂直于橫軸的直線，與四條圖線分別有個交點，記錄下四個交點的縱坐標a，分別與各圖線對應的m組成四組數(shù)據(jù)．
②加速度a，質量的倒數(shù)$\frac{1}{m}$．

點評 實驗裝置雖然有所變動，但是實驗原理、實驗方法、操作細節(jié)等是一樣的，故任何實驗明確實驗原理是解答實驗的關鍵．