Question

17．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，

某同學(xué)使用了如圖所示的裝置．
（1）該同學(xué)要探究小車(chē)的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車(chē)的拉力F不變；
為了直觀地判斷小車(chē)的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作a-$\frac{1}{M}$ （選填“a-M”或“a-1/M”）圖象．
（2）在“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，下列說(shuō)法正確的是BCD
A．應(yīng)盡量保證小車(chē)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量
B．應(yīng)將木板右端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力
C．應(yīng)保證牽引小車(chē)的細(xì)線與木板平行
D．應(yīng)采用控制變量法分別研究加速度與質(zhì)量及加速度與力的關(guān)系
（3）如圖所示為小剛在實(shí)驗(yàn)中得到的一段紙袋，兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，已知打點(diǎn)周期為0.02s．根據(jù)紙袋上數(shù)據(jù)，計(jì)算計(jì)數(shù)點(diǎn)B時(shí)小車(chē)的速度為0.70 m/s，小車(chē)的加速度為2.0 m/s²（保留二位有效數(shù)字）．

Answer 1

分析 （1）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法，正確理解控制變量法的應(yīng)用即可解答；
（2）“探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)原理為，近似認(rèn)為砝碼重力為小車(chē)所受合力，所以需要平衡摩擦力，需要牽引小車(chē)的細(xì)線與木板平行，實(shí)驗(yàn)中使用控制變量法，研究各量的關(guān)系；
（3）物體做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，由△x=at²可以求出物體的加速度，根據(jù)平均速度等于中間時(shí)刻的速度求解B點(diǎn)速度．

解答 解：（1）該同學(xué)要探究小車(chē)的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車(chē)的拉力F不變；根據(jù)牛頓第二定律可知F=ma，因此若F不變，做出a-$\frac{1}{M}$圖象可以直觀的判斷小車(chē)的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)量關(guān)系．
（2）A、當(dāng)盤(pán)及盤(pán)中砝碼的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)及砝碼總質(zhì)量M時(shí)，可以認(rèn)為小車(chē)受到的拉力等于盤(pán)及砝碼的重力．故A錯(cuò)誤；
B、應(yīng)將木板右端適當(dāng)墊高以平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)應(yīng)保證細(xì)線拉力為小車(chē)所受合力，故小車(chē)的細(xì)線與木板平行，故C正確；
D、本實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用控制變量法分別探究加速度與質(zhì)量及加速度與力的關(guān)系，故D正確；
故選：BCD．
（2）兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，則計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔t=0.02s×5=0.1s，
打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在打B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度是v=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.18-0.04}{0.2}=0.70m/s$
△x=10.00-4.00-4.00=2.00cm=0.02m
物體的加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.02}{0.01}=2.0$m/s²
故答案為：（1）細(xì)線對(duì)車(chē)的拉力F；a-$\frac{1}{M}$；（2）BCD；（3）0.70；2.0．

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．