Question

15．利用如圖甲所示實(shí)驗(yàn)裝置，做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)中，“保持小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，探究加速度與力的關(guān)系”，再“保持作用力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”．這種探究物理規(guī)律科學(xué)研究方向法叫做B．
A．類比法  B．控制變量法  C．等效替代法  D．理想模型法
（2）為了抵消摩擦阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，該同學(xué)需要進(jìn)行平衡摩擦阻力的操作．下列做法正確的是D．
A．將木板帶有滑輪的一端適當(dāng)墊高，使小車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
B．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，使水上車(chē)在鉤碼拉動(dòng)下恰好做勻加速運(yùn)動(dòng)
C．將木板帶有滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
D．將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)
（3）如圖乙所示是張力同學(xué)某次實(shí)驗(yàn)時(shí)打出的一條紙帶，O、A、B、C、D為紙帶上選取的4個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，已知兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫(huà)出，交流電的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上提供的數(shù)據(jù)，可以求出這次實(shí)驗(yàn)小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度為0.50m/s²，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)是的速度為0.70m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）．
（4）保持小車(chē)的質(zhì)量一定，某同學(xué)得到小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度與力的關(guān)系的數(shù)據(jù)如表所示，請(qǐng)先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)紙中描出遺漏的點(diǎn)，再作出a-F圖象如圖，并根據(jù)圖象求得該小車(chē)的質(zhì)量為1.0kg．（保留兩位有效數(shù)字）

加速度a（m/s2）	小車(chē)受到的合力F/N
0.9	1.0
2.1	2.0
3.0	3.0
3.9	4.0
5.0	5.0

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)要探究三個(gè)變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究；
（2）平衡摩擦力的時(shí)候，小車(chē)要掛上紙帶，且平衡掉摩擦力的標(biāo)志是，放開(kāi)手，輕推小車(chē)小車(chē)能勻速運(yùn)動(dòng)；
（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(guò)程中的平均速度，可以求出打紙帶上B點(diǎn)時(shí)小車(chē)的瞬時(shí)速度大小；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，根據(jù)圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)求解質(zhì)量．

解答 解：（1）實(shí)驗(yàn)要探究三個(gè)變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究，即“保持小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，探究加速度與力的關(guān)系”，再“保持作用力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”．
故選：B
（2）在平衡摩擦力的時(shí)候，需要把紙帶也掛在小車(chē)上，也就是我們不僅僅平衡掉小車(chē)受到的摩擦力，還需要平衡由紙帶造成的摩擦阻力，即將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車(chē)恰好做勻速運(yùn)動(dòng)，故D正確．
故選：D
（3）相鄰兩個(gè)記數(shù)點(diǎn)之間還有四個(gè)打出點(diǎn)，因此相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為T(mén)=0.1s；
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(guò)程中的平均速度，有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.0670+0.0720}{0.2}$=0.70m/s
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)推論△x=aT²，可得：a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0719+0.0779-0.0670-0.0619}{0.04}$=0.50m/s²；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示：

根據(jù)牛頓第二定律得：F=Ma，解得：a=$\frac{1}{M}F$，則a-F圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，
根據(jù)圖象可知，斜率k=$\frac{3-0}{3-0}=1$.0，則質(zhì)量M=$\frac{1}{k}=1.0kg$
故答案為：（1）B；（2）D；（3）0.50；0.70；（4）如圖所示；1.0

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)的重要一步就是平衡摩擦力，注意控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的使用，還借助實(shí)驗(yàn)考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用，提高解決問(wèn)題能力．