Question

14．如圖所示，利用DIS實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)探究加速度與力的關(guān)系．一端帶有定滑輪的長木板調(diào)至水平后固定在桌面上，另一端安裝位移傳感器（接收器），繞過定滑輪和動(dòng)滑輪的細(xì)線將裝有位移傳感器（發(fā)射器）的小車和力傳感器連接起來，動(dòng)滑輪下掛有質(zhì)量可以改變的小重物．將位移傳感器、力傳感器與數(shù)據(jù)采集器相連，打開計(jì)算機(jī)中操作軟件，放開小車使之運(yùn)動(dòng)．不計(jì)滑輪、托盤和細(xì)線的質(zhì)量，忽略滑輪與轉(zhuǎn)軸間的摩擦．
（1）實(shí)驗(yàn)中力傳感器的示數(shù)F與小重物的重力mg的關(guān)系為C
A．F=$\frac{mg}{2}$     B．F＞$\frac{mg}{2}$    C．F＜$\frac{mg}{2}$     D．無法確定
（2）保持小車（含發(fā)射器）的質(zhì)量M不變，改變小重物的質(zhì)量m，重復(fù)進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)．記下每次力傳感器的示數(shù)F，利用DIS測出每次實(shí)驗(yàn)中小車的加速度a．將得到的a、F數(shù)據(jù)繪制成a-F圖象．以下圖象可能的是A

Answer 1

分析 （1）小重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律即可判斷；
（2）本實(shí)驗(yàn)沒有平衡摩擦力，所以當(dāng)F≠0時(shí)，a=0，即在F軸上有截距，繩子的拉力減去摩擦力等于小車受到的合外力，即F-f=ma，求出a-F的表達(dá)式，從而選擇圖象．

解答 解：（1）小重物做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律得：mg-2F=ma，解得：F=$\frac{1}{2}$（mg-ma）＜$\frac{1}{2}$mg，故C正確，故選：C．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知，本實(shí)驗(yàn)沒有平衡摩擦力，所以當(dāng)F≠0時(shí)，a=0，即在F軸上有截距，繩子的拉力減去摩擦力等于小車受到的合外力，即F-f=ma，a=$\frac{1}{m}$F-$\frac{f}{m}$，是一條傾斜的直線，故A正確，故選：A．
故答案為：（1）C；（2）A．

點(diǎn)評 解答本題要注意不是用重物的重力代替繩子的拉力，所以隨著重物重力的增大，圖象不會(huì)彎曲，還要注意根據(jù)實(shí)驗(yàn)裝置可知本實(shí)驗(yàn)沒有平衡摩擦力，難度適中．