Question

17．在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，采用如圖甲所示的裝置．

（1）本實驗應用的實驗方法是A
A．控制變量法     B．假設法  C．理想實驗法
（2）下列說法中正確的是C
A．在探究加速度與質量的關系時，應改變小車所受拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關系時，應改變小車的質量
C．在探究加速度a與質量m的關系時，作出a-$\frac{1}{m}$圖象容易更直觀判斷出二者間的關系
D．無論在什么條件下，細線對小車的拉力大小總等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（3）在探究加速度與力的關系時，若取車的質量M=0.5kg，改變砝碼質量m的值，進行多次實驗，以下m的取值最不合適的一個是D
A．m₁=4g   B．m₂=10g    C．m₃=40g    D．m₄=500g
（4）在平衡小車與長木板之間摩擦力的過程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計時器打點的時間間隔為0.02s．從比較清晰的點起，每5個點取一個計數(shù)點，量出相鄰計數(shù)點之間的距離，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車的加速度a=0.16m/s²（結果保留兩位有效數(shù)字）．
（5）如圖丙所示為甲同學在探究加速度a與力F的關系時，根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，說明實驗存在的問題是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）加速度與物體質量、物體受到的合力有關，在探究加速度與物體質量、受力關系的實驗中，應該使用控制變量法；
（2）該實驗采用控制變量法，先控制小車的質量不變，研究加速度與力的關系，再控制砝碼盤和砝碼的總重力不變，研究加速度與質量的關系．當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，細線的拉力等于砝碼盤和砝碼的總重力大��；
（3）當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，細線的拉力等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，因此砝碼質量m的值要遠小于車的質量；
（4）利用勻變速直線運動的推論△x=aT²求出小車的加速度；
（5）圖線不通過坐標原點，當F為某一值時，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）探究加速度與力的關系時，要控制小車質量不變而改變拉力大�。惶骄考铀俣扰c質量關系時，應控制拉力不變而改變小車質量；這種實驗方法是控制變量法．故選：A．
（2）A、在探究加速度與質量的關系時，應保持拉力的大小不變，A錯誤；
B、在探究加速度與外力的關系時，應保持小車的質量不變，改變砝碼盤和砝碼的總質量，B錯誤．
C、在探究加速度與質量的關系時作出a-$\frac{1}{m}$圖象容易更直觀判斷出二者間的關系，C正確．
D、當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，D錯誤；
故選：C．
（3）當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，細線的拉力等于砝碼盤和砝碼的總重力大小，因此砝碼質量m的值要遠小于車的質量M=0.5kg，故m的取值最不合適的一個是D，此時鉤碼質量等于車的質量；
（4）該小車的加速度a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$=$\frac{3.83-3.52}{2×（5×0.02）^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.16m/s²；
（5）從圖象可以看出當有了一定的拉力F時，小車的加速度仍然是零，小車沒動說明小車的合力仍然是零，即小車還受到摩擦力的作用，說明摩擦力還沒有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒有完全平衡掉摩擦力，所以圖線不通過坐標原點的原因是實驗前該同學沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）A； （2）C； （3）D；（4）0.16； （5）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的研究方法，會通過圖象探究加速度和力和質量的關系，知道實驗中的兩個認為：1、認為細線的拉力等于小車的合力，2、認為砝碼盤和砝碼的總重力等于細線的拉力．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．