Question

數字化信息系統DIS （位移傳感器、數據采集器、計算機等），應用傳感器和數據采集器自動獲取和輸入實驗數據，通過計算機的快速處理得到實驗的結果，提高了教學效率，使學生可以有更多的時間用于自主探究活動，改變傳統的教學模式．
下面通過DIS來研究物體加速度與力的關系，如圖（1）實驗裝置．

（1）本實驗中沒有與傳統實驗相比不同點

傳統是應用打點記時器和紙帶，而這里采用位移傳感器記錄

．
（2）本實驗采用的方法

控制變量法

，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．
（3）改變所掛鉤碼的數量，多次重復測量．通過多次實驗，得到的數據，畫出圖象（如圖2所示）．
結果發現圖象明顯偏離直線，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．導軌保持了水平狀態
C．所掛鉤碼的總質量太大
D．所用小車的質量太大
（4）如圖1，F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：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗是探究加速度與力的關系，我們采用控制變量法進行研究．
根據圖象得出變量之間的關系，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系時，傳統是應用打點記時器和紙帶，而這里采用位移傳感器記錄，這樣更簡潔、準確；
（2）在本實驗中，控制小車的質量不變，通過改變外力研究加速度與外力的關系，這種研究方法是控制變量法；
（3）由于OA段a-F關系為一傾斜的直線，所以在質量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg=Ma
得a=

mg

M

=

F

M

而實際上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C正確．
（4）當鉤碼的質量遠小于小車的總質量時，鉤碼所受的重力才能作為小車所受外力，如果增大鉤碼的質量，則外力增大，AB這一曲線不斷延伸，那么加速度趨向為g；
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）傳統是應用打點記時器和紙帶，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、操作細節等是一樣的，故任何實驗明確實驗原理是解答實驗的關鍵．