Question

某同學(xué)設(shè)計了一個探究加速度與物體所受合外力F及質(zhì)量M的關(guān)系實驗．圖1a為實驗裝置簡圖，A為小車，B為打點計時器，C為裝有砂的砂桶（總質(zhì)量為m），D為一端帶有定滑輪的長木板．

（1）圖1b給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=　m/s²　 （保留三位有效數(shù)字）．

（2）若保持砂和砂桶質(zhì)量m不變，改變小車質(zhì)量M，分別得到小車加速度a與質(zhì)量M及對應(yīng)的數(shù)據(jù)如下表所示．

次　　　數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
小車加速度a/（m?s﹣2）	1.98	1.72	1.48	1.25	1.00	0.75	0.48	0.50	0.30
小車質(zhì)量M/kg	0.25	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	0.75	1.00	1.67
小車質(zhì)量 /kg﹣1	4.00	3.44	3.00	2.50	2.00	1.41	1.33	1.00	0.60

根據(jù)表中數(shù)據(jù)，為直觀反映F不變時a與M的關(guān)系，請在圖2所示的方格坐標紙中選擇恰當(dāng)?shù)奈锢砹拷�立坐標系，并作出圖線．

從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是　　．

某同學(xué)在探究a與F的關(guān)系時，把砂和砂桶的總重力當(dāng)作小車的合外力F，作出a﹣F圖線如圖3所示，試分析圖線不過原點的原因是　　，圖線上部彎曲的原因是　沒有滿　．

在這個實驗中，為了探究兩個物理量之間的關(guān)系，要保持第三個物理量不變，這種探究方法叫做　　法．

Answer 1

考點：

探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．

專題：

實驗題．

分析：

紙帶實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的推論，可計算出打出某點時紙帶運動的加速度．

根據(jù)表格中數(shù)據(jù)采用描點法畫出圖象，找出它們之間的關(guān)系．

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(shù)據(jù)處理以及注意事項．

該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測量很重要．

解答：

解：（1）每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打出的點，計數(shù)點時間間隔T=0.1s．根據(jù)△x=aT²，有：

=m/s²=0.600m/s²

（2）根據(jù)圖表在坐標紙上描點，然后用一條直線將這些點和坐標原點連接起來，圖象如圖所示：

從圖線中得到F不變時，小車加速度a與質(zhì)量M之間存在的關(guān)系是成反比．

（3）開始物體所受拉力為零時，卻產(chǎn)生了加速度，故操作過程中平衡摩擦力時木板傾角過大，隨著外力F的增大，砂和砂筒的質(zhì)量越來越大，最后出現(xiàn)了不滿足遠小于小車質(zhì)量的情況，因此圖線出現(xiàn)了偏折現(xiàn)象．

（4）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法．

故答案為：（1）0.600；（2）；（3）平衡摩擦力時木板傾角太大；沒有滿足砂和砂桶的總質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量；（4）控制變量．

點評：

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(shù)據(jù)處理以及注意事項，尤其是理解平衡摩擦力和M＞＞m的操作和要求的含義．