Question

14．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中：
（1）對(duì)于本實(shí)驗(yàn)，以下說法中正確的是CD
A．砂和桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)大于小車的總質(zhì)量
B．每次改變小車質(zhì)量后，需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)中也可不測(cè)加速度的具體數(shù)值，只要測(cè)出不同情況下加速度的比值就行了
D．若要驗(yàn)證“加速度與力的平方成正比”這一猜想，在作圖線時(shí)最好以F²為橫坐標(biāo)
（2）某同學(xué)在接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)之前，將 實(shí)驗(yàn)器材組裝如圖1所示，下列對(duì)此同學(xué)操作的判斷正確的是BCD
A．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)固定在長(zhǎng)木板的最右端，而應(yīng)固定在靠近定滑輪的那端
B．打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，而應(yīng)使用交流電源
C．不應(yīng)將長(zhǎng)木板水平放置，而應(yīng)在右端墊起合適的高度，平衡摩擦力
D．小車初始位置不應(yīng)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，而應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置
（3）改正實(shí)驗(yàn)裝置后，該同學(xué)順利地完成了實(shí)驗(yàn)．在實(shí)驗(yàn)中保持拉力不變，得到了小車加速度隨質(zhì)量變化的一組數(shù)據(jù)，如表所示：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	加速度 a/m•s-2	小車與砝碼總質(zhì)量 m/kg	小車與砝碼總質(zhì)量的倒數(shù) m-1/kg-1
1	0.32	0.20	5.0
2	0.25	0.25	4.0
3	0.21	0.30	3.3
4	0.18	0.35	2.9
5	0.16	0.40	2.5

請(qǐng)你在如圖2方格紙中建立合適坐標(biāo)并畫出能直觀反映出加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線．
（4）從圖線可得出拉力大小為0.062N（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．

（5）保持小車質(zhì)量不變，改變砂和砂桶質(zhì)量，某同學(xué)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出了加速度a隨合力F的變化圖線如圖3所示．此圖中直線發(fā)生明顯彎曲的原因是隨著F的增大，不再滿足砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，正確對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和了解具體操作的含義；
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在沒有定滑輪的一端，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用交流了電；實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力；開始時(shí)小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．
（3）根據(jù)牛頓第二定律可知，加速度和質(zhì)量成反比，故應(yīng)該做a-$\frac{1}{m}$圖象；采用描點(diǎn)法作圖即可．
（4）通過加速度與質(zhì)量關(guān)系的圖線的斜率，即可求解拉力大�。�
（5）直線發(fā)生明顯彎曲的原因是砂和桶的總質(zhì)量沒有遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．

解答 解：（1）A、砂和桶的總質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、每次改變小車質(zhì)量后，不需要重新平衡摩擦力，因?yàn)閯?dòng)摩擦力因數(shù)與傾角沒變，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)中也可不測(cè)加速度的具體數(shù)值，只要測(cè)出不同情況下加速度的比值就行了，故C正確；
D、要驗(yàn)證“加速度與力的平方成正比”這一猜想，在作圖線時(shí)最好以F的平方為橫坐標(biāo)，故D正確；
所以選：CD．
（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的是交流電源，而干電池是直流電源；接通電源前，小車應(yīng)緊靠打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，而在該圖中小車初始位置離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)；應(yīng)在右端墊起合適的高度，平衡摩擦力；
A、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)固定在長(zhǎng)木板的最右端，故A錯(cuò)誤；
B、打點(diǎn)計(jì)時(shí)器不應(yīng)使用干電池，而應(yīng)使用交流電源，故B正確；
C、不應(yīng)將長(zhǎng)木板水平放置，而應(yīng)在右端墊起合適的高度，平衡摩擦力，故C正確；
D、小車初始位置不應(yīng)離打點(diǎn)計(jì)時(shí)器太遠(yuǎn)，而應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器放置，故D正確；
所以選：BCD．
（3）在合外力保持不變時(shí)，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比；
根據(jù)表中數(shù)據(jù)利用描點(diǎn)法可作出加速度與小車質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖象，如圖所示；

（4）根據(jù)圖線的數(shù)據(jù)，求得，圖線的斜率為k=$\frac{0.25}{4}$=0.062，即拉力的大小為0.062N；
（5）圖中直線發(fā)生明顯彎曲的原因是：隨著F的增大，不再滿足砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量；
故答案為：
（1）C； （2）BCD；（3）如上圖；（4）0.061～0.065N；（5）隨著F的增大，不再滿足砂和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量

點(diǎn)評(píng) 本題考查“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，解題時(shí)要注意明確用圖想法處理數(shù)據(jù)時(shí)，要作直線，直線較為形象直觀．驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)應(yīng)采用控制變量法，掌握描點(diǎn)法作圖的方法、實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)即可正確解題．