Question

6．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）下列說法中正確的是BD．
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，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=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)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：（小車質(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；圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．

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 （1）該實(shí)驗(yàn)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(cè)量很重要．
（2）探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．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．操作過程是先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車．
（3）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)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�
（4）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法，故選C．
（2）平衡摩擦力時(shí)，小車上不應(yīng)該掛砝碼，只讓小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)即可，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，選項(xiàng)B正確；實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放開小車，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在每次實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量，以使得小車的拉力近似等于砝碼的重力．選項(xiàng)D正確；
故選：BD．
（3）小車運(yùn)動(dòng)的加速度大�。�$a=\frac{{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}-{x}_{3}-{x}_{2}-{x}_{1}}{9{T}^{2}}$=$\frac{0.1349+0.1108+0.0867-0.0626-0.0388-0.015}{9×0．{1}^{2}}$=2.40m/s²；
打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大�。�${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}$=$\frac{0.1108+0.0867}{2×0.1}$=0.99m/s，
（4）圖線如圖所示；

由圖線可看出，小車上不加拉力時(shí)就已經(jīng)有了加速度，故圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．
故答案為：（1）C；（2）BD；（3）2.40，0.99；
（4）a-F圖象如上圖所示；平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．

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．
該題考查在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)：將不帶滑輪的木板一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動(dòng)；同時(shí)會(huì)求瞬時(shí)速度與加速度，學(xué)會(huì)通過描點(diǎn)作圖象，注意單位的統(tǒng)一與正確的計(jì)算．