Question

10．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中．
（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關(guān)系時，我們用實驗研究了小車“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”．這種研究物理問題的科學(xué)方法是B
A．建立理想模型的方法    B．控制變量法    C．等效替代法    D．類比法
（2）研究作用力一定時加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時，下列說法中正確的是D
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將裝砂的小桶用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質(zhì)量時，要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
D．在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠大于砂和小桶的總質(zhì)量
（3）某次實驗中得到一條紙帶，如圖1所示，從比較清晰的點起，每5個計時點取一個計數(shù)點，分別標明0、l、2、3、4…，量得0與 1兩點間距離x₁=30mm，1與2兩點間距離x₂=36mm，2與3兩點間距離x₃=42mm，3與4兩點間的距離x₄=48mm，則，小車的加速度為0.60m/s²，小車在打計數(shù)點0時的瞬時速度為0.27 m/s．（交流電的頻率為50HZ）

（4）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質(zhì)量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2坐標圖上作出a-F圖象．
②圖線不過原點的原因可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
③圖中的力F理論上指B，而實驗中卻用A表示．
（選填字母符號）
A．砂和砂桶的重力      B．繩對小車的拉力
C．沙子的重力            D．小車的重力．

Answer 1

分析 明確理想模型、控制變量、等效替代、類比等各種方法的應(yīng)用即可正確解答本題．
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操作細節(jié)
了解打點計時器的構(gòu)造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器．正確根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律對紙帶進行數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關(guān)系時，由于變量較多，因此采用了“控制變量法”進行研究，分別控制一個物理量不變，看另外兩個物理量之間的關(guān)系，故ACD錯誤，B正確．
故選B．
（2）：A、平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故A錯誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時，小車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錯誤；
C、實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯誤；
D、當(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，故D正確．
故選D．
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論得：a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.036-0.03}{0.01}=0.60m/{s}^{2}$，
小車在打計數(shù)點1時的瞬時速度為v₁=$\frac{{x}_{1}+{x}_{2}}{2T}=\frac{0.03+0.036}{0.2}=0.33m/s$，
則小車在打計數(shù)點0時的瞬時速度為v₀=v₁-aT=0.33-0.60=0.27m/s，
（4）①根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：

②圖象未過原點可能原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，導(dǎo)致有力但沒有合力，則當(dāng)然沒有加速度產(chǎn)生；
③本實驗將F當(dāng)作繩對小車的拉力，實際上是砂和砂桶的重力，所以只有當(dāng)砂和砂桶的重力遠小于小車的質(zhì)量時，才能使砂和砂桶的重力接近繩子拉小車的力．
故答案為：
（1）B；（2）D； （3）0.60，0.27；（4）①如圖所示；②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；③B，A．

點評 在學(xué)習(xí)物理過程中掌握各種研究問題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應(yīng)用．對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，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．