Question

如圖1為“用DIS（位移傳感器、數據采集器、計算機）研究加速度和力的關系”的實驗裝置．
（1）在該實驗中必須保持小車的總質量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受外力，用DIS測小車的加速度，改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量，進而研究加速度和力的關系．這種研究方法是采用

控制變量法

．
（2）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．在某次實驗中根據測得的多組數據畫出a-F關系圖線（如圖2所示）．
①分析此圖線的OA段可得出的實驗結論是

在質量不變的條件下，加速度與外力成正比

．
②（單選題）此圖線的AB段明顯偏離直線，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．導軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質量太大 D．所用小車的質量太大

Answer 1

分析：（1）試驗是探究小車加速度a與合外力F之間的關系，應采用控制變量法：保持小車的質量不變．合外力F可用鉤碼受到的重力代替，變化鉤碼的個數，可改變合外力．
（2）控制實驗所控制的變量，分析圖象，根據圖象特點得出實驗結論；根據實驗注意事項分析圖象偏離直線的原因．

解答：解：（1）試驗是探究小車加速度a與合外力F之間的關系，應采用控制變量法，即保持小車的質量不變，小車受到的合外力F可用鉤碼受到的重力代替．
（2）①由圖象OA段可知，a與F成正比，即：在小車質量一定時，加速度a與小車受到的合力F成正比．
②設小車的質量為M，鉤碼的質量為m，由實驗原理得：
   mg=Ma
得：a=

mg

M

=

F

M

，這是理論值，而實際上a′=

mg

M+m

，這是真實值，只有當M＞＞m時：a′=

mg

M+m

≈

mg

M

，a與F才成線性關系，可見AB段明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的，故ABD錯誤，C正確．
故答案為：（1）控制變量法；（2）①在質量不變的條件下，加速度與外力成正比，②C．

點評：本題考查了控制變量法的應用、實驗數據處理、實驗誤差分析，實驗誤差分析是本題的難點；應知道當砝碼質量遠小于小車質量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼重力．