Question

數(shù)字化信息系統(tǒng)DIS （位移傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)等），應(yīng)用傳感器和數(shù)據(jù)采集器自動(dòng)獲取和輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，通過計(jì)算機(jī)的快速處理得到實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，提高了教學(xué)效率，使學(xué)生可以有更多的時(shí)間用于自主探究活動(dòng)，改變傳統(tǒng)的教學(xué)模式．
下面通過DIS來研究物體加速度與力的關(guān)系，如圖（1）實(shí)驗(yàn)裝置．

（1）本實(shí)驗(yàn)中沒有與傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)相比不同點(diǎn)

傳統(tǒng)是應(yīng)用打點(diǎn)記時(shí)器和紙帶，而這里采用位移傳感器記錄

．
（2）本實(shí)驗(yàn)采用的方法

控制變量法

，保持小車的總質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力．
（3）改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量．通過多次實(shí)驗(yàn)，得到的數(shù)據(jù)，畫出圖象（如圖2所示）．
結(jié)果發(fā)現(xiàn)圖象明顯偏離直線，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(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車的質(zhì)量太大
（4）如圖1，F(xiàn)不斷增大，AB這一曲線不斷延伸，那么加速度趨向值

g

．如圖2，F(xiàn)不斷增大，那么繩子的拉力趨向值

小車和位移傳感器的總重量

．

Answer 1

分析：解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力的關(guān)系，我們采用控制變量法進(jìn)行研究．
根據(jù)圖象得出變量之間的關(guān)系，知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件．

解答：解：（1）在研究物體加速度與力的關(guān)系時(shí)，傳統(tǒng)是應(yīng)用打點(diǎn)記時(shí)器和紙帶，而這里采用位移傳感器記錄，這樣更簡潔、準(zhǔn)確；
（2）在本實(shí)驗(yàn)中，控制小車的質(zhì)量不變，通過改變外力研究加速度與外力的關(guān)系，這種研究方法是控制變量法；
（3）由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實(shí)驗(yàn)原理：mg=Ma
得a=

mg

M

=

F

M

而實(shí)際上a′=

mg

m+M

可見A，B段明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的，故選項(xiàng)C正確．
（4）當(dāng)鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量時(shí)，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質(zhì)量，則外力增大，AB這一曲線不斷延伸，那么加速度趨向?yàn)間；
F不斷增大，那么繩子的拉力趨向值為小車和位移傳感器的總重量．
故答案為：
（1）傳統(tǒng)是應(yīng)用打點(diǎn)記時(shí)器和紙帶，而這里采用位移傳感器記錄．
（2）控制變量法；
（3）C；
（4）g；小車和位移傳感器的總重量．

點(diǎn)評：實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng)，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．