Question

3．圖1為“用DIs（數(shù)字化信息系統(tǒng)）研究物體的加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置圖，A為帶有位移傳感器發(fā)射器的小車，B為若干規(guī)格相同的回形針．實驗中，用回形針的重力大小替代小車所受拉力大小，摩擦阻力不計．

（1）為了研究物體的加速度與力的關(guān)系，實驗中應(yīng)該保持小車總質(zhì)量不變．
（2）改變回形針的個數(shù)N，測得相應(yīng)的加速度a，數(shù)據(jù)見表．

回形針個數(shù)N	4	8	12	16	20
小車加速度a/m•s-2	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2中畫出小車加速度a與回形針個數(shù)N的關(guān)系圖線．
（3）由a-N關(guān)系圖線，寫出a與N的定量表達式$a=\frac{1}{40}N$
（4）設(shè)-個回形針的重力為G，寫出小車加速度a與它所受拉力F的定量關(guān)系式a=$\frac{1}{40G}$F．

Answer 1

分析 （1）因此該實驗采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關(guān)系；
（2）根據(jù)所提供數(shù)據(jù)采用描點法可正確畫出加速度a和拉力F的關(guān)系圖線．
（3）根據(jù)所畫圖象斜率表示小車的質(zhì)量的倒數(shù)，可得出正確結(jié)果．

解答 解：（1）在探究物體的加速度與力的關(guān)系時，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，分別改變施加在物體上的水平拉力F，測出相對應(yīng)的加速度a．
（2）根據(jù)所給數(shù)據(jù)，畫出小車加速度a和拉力F的關(guān)系圖線如下圖所示：

（3）由上圖可知，圖線的斜率：$k=\frac{0.5-0}{20}=\frac{1}{40}$
a=kN=$\frac{1}{40}N$
（4）設(shè)-個回形針的重力為G，
a=$\frac{1}{40}$N=$\frac{1}{M}$GN=$\frac{1}{M}$F．
則F=N•G，圖象的斜率k=$\frac{1}{40}$，因此a=$\frac{1}{40G}•$F；
故答案為：（1）小車總質(zhì)量；（2）如圖；（3）$a=\frac{1}{40}N$；（4）a=$\frac{1}{40G}$F

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(guān)鍵，同時注意圖象的斜率含義．