Question

2．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中采用如圖所示的裝置．
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是C
A．假設(shè)法         B．理想實(shí)驗(yàn)法    C．控制變量法     D．等效替代法
（2）下列說(shuō)法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤(pán)及盤(pán)中的砝碼用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上
B．每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．在每次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（3）如圖所示是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車(chē)運(yùn)動(dòng)的紙帶，取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T(mén)=0.10s，用刻度尺測(cè)量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=2.40m/s²，打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小v_E=0.99m/s．（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）

（4）某同學(xué)測(cè)得小車(chē)的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車(chē)質(zhì)量保持不變）請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a-F圖象；圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過(guò)度或木板一端墊得過(guò)高．

F（N）	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a（m/s2）	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

Answer 1

分析 由于該實(shí)驗(yàn)涉及的物理量較多，因此該實(shí)驗(yàn)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；解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
探究加速度與拉力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車(chē)在無(wú)動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車(chē)的加速度應(yīng)根據(jù)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時(shí)，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過(guò)程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開(kāi)小車(chē)．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。畱�(yīng)用描點(diǎn)法作圖，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系中描出對(duì)應(yīng)的點(diǎn)，然后作出a-F圖象．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法．
故選：C．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，是小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)．故A錯(cuò)誤．
B、每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故C錯(cuò)誤．
D、在每次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量，故D正確；
故選：BD
（3）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可得：
設(shè)A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)三個(gè)加速度取平均值，
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
代入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)解得：a=2.40m/s²，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大�。�
v_C=$\frac{0.0867+0.01108}{2×0.1}$=0.99 m/s；
（4）應(yīng)用描點(diǎn)法作圖，先根據(jù)表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在坐標(biāo)系內(nèi)描出對(duì)應(yīng)點(diǎn)，然后根據(jù)各點(diǎn)作出a-F圖象，圖象如圖所示．

圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過(guò)度或木板一端墊得過(guò)高．
故答案為：（1）C；（2）BD；（3）2.40，0.99；（4）圖象不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過(guò)度或木板一端墊得過(guò)高．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．