某同学用如图所示的装置探究加速度a与力F、质量m的关系。甲、乙两小车放在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任

题文

某同学用如图（a）所示的装置探究加速度a与力F、质量m的关系。甲、乙两小车放在倾斜轨道上，小车甲上固定一个力传感器，小车乙上固定一个加速度传感器（可以测量乙在任意时刻的加速度大小），力传感器和小车乙之间用一根不可伸长的细线连接，且细线与轨道平行。在弹簧拉力作用下两小车一起开始运动，利用两个传感器可以采集记录同一时刻小车乙受到的拉力和加速度的大小。



（1）下列关于实验装置和操作的说法中正确的是A．轨道倾斜是为了平衡小车甲受到的摩擦力B．轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力C．实验中，在小车乙向下运动的过程中均可采集数据D．实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据（2）四个实验小组选用的小车乙（含加速度传感器）的质量分别为m₁=0.5kg、m₂=1.0kg、m₃=1.5kg和m₄=2.0kg，其中有三个小组已经完成了a-F图象，如图（b）所示。最后一组的实验数据如下表所示，请在图（b）中完成该组的a-F图线。
实验次数
1
2
3
4
5
6
拉力F（N）
24.5
20.0
17.5
12.0
8.1
4.8
加速度a（m/s²）
16.3
13.3
11.7
8.0
5.4
3.2
 
（3）在探究了a与F的关系后，为了进一步探究a与m的关系，可直接利用图（b）的四条图线收集数据，然后作图。请写出具体的做法：
①如何收集数据？_________________________________________________________；
②为了更直观地探究a与m的关系，建立的坐标系应以              为纵轴；以___________为横轴。

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)BD  (全对得3分，漏选得1分，错选不得分) 
(2)如右图   (2分)（图线不过原点不得分）



(3)①在a-F图像上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有四个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与四个图线对应的m组成四组数据 （2分）    
② 加速度a （1分）；质量的倒数

 （1分）           

解析

（1）实验中通过小车甲上的力传感器得出小车乙的拉力，通过小车乙上的加速度传感器得出小车乙的加速度，本实验主要研究的是小车乙的受力与小车乙的加速度的关系，所以轨道倾斜是为了平衡小车乙受到的摩擦力，因为当弹簧恢复原长后小车还有速度，之后弹簧被压缩，做减速运动，故实验中，只能在小车乙加速运动的过程中采集数据
（2）如图所示
（3）①在a-F图像上做一条垂直于横轴的直线，与四条图线分别有四个交点，记录下四个交点的纵坐标a，分别与四个图线对应的m组成四组数据，以加速度a为纵轴,以质量的倒数

 横轴。建立直角坐标系。

考点

据考高分专家说，试题“某同学用如图（a）所示的装置探究加速度a.....”主要考查你对 [实验：探究弹力与弹簧伸长的关系 ]考点的理解。

实验：探究弹力与弹簧伸长的关系

探究弹力与弹簧伸长的关系：
实验目的：
1、探究弹力与弹簧的伸长量的定量关系。
2、学会利用图象研究两个物理量之间的关系的方法。
实验原理：
1、如图所示，弹簧在下端悬挂钩码时会伸长，平衡时弹簧产生的弹力与重力大小相等。



2、用刻度尺测出弹簧在不同的钩码拉力下的伸长量x，建立坐标系，以纵坐标表示弹力大小F，以横坐标表示弹簧的伸长量x，在坐标系中描出实验所测得的各组（x，F）对应的点，用平滑的曲线连接起来，根据实验所得的图线，就可探知弹力大小与伸长量间的关系。
实验器材：
轻质弹簧（一根），钩码（一盒），刻度尺，铁架台，重垂线，坐标纸，三角板。
实验步骤：
1、如图所示，将铁架台放于桌面上（固定好），将弹簧的一端固定于铁架台的横梁上，在挨近弹簧处将刻度尺（最小分度为mm）固定于铁架台上，并用检查刻度尺是否竖直；



2、记下弹簧下端不挂钩码时所对应的刻度L₀；
3、在弹簧下端挂上一个钩码，待钩码静止后，记下弹簧下端所对应的刻度L_l；
4、用上面方法，记下弹簧下端挂2个、3个、4个 ……钩码时，弹簧下端所对应的刻度L₂、L₃、L₄……，并将所得数据记录在表格中；
5、用x_n＝L_n－L₀计算出弹簧挂1个、2个、3个……钩码时弹簧的伸长量，并根据当地重力加速度值g，计算出所挂钩码的总重力，这个总重力就等于弹簧弹力的大小，将所得数据填入表格。



数据处理：
1、建立坐标系，标明横轴和纵轴所表示的物理量及单位；
2、标度：标度要适当，让所得到的图线布满整个坐标系；
3、描点：描点时要留下痕迹；
4、连线：让尽可能多的点落在同一直线上，让其余的点落在直线的两侧，误差较大的点舍弃；
5、根据图象做出结论。