Question

7．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用如圖1所示的裝置．
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是A
A．控制變量法    B．假設(shè)法   C．理想實(shí)驗(yàn)法   D．極限法
（2）下列說法中正確的是C
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．在本實(shí)驗(yàn)中對小車的質(zhì)量與砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量之間沒有任何要求
（3）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

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖上作出a-F圖象，如圖2所示．
①圖象中圖線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)0.10N是哪個(gè)力或哪幾個(gè)力的合力的值？重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力
②根據(jù)圖象可以求得進(jìn)行本實(shí)驗(yàn)時(shí)所用小車的質(zhì)量為1kg．
③根據(jù)圖象中的圖線形狀分析可知，在本實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于（填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）由于該實(shí)驗(yàn)涉及的物理量較多，因此該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關(guān)系；
（2）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
（3）通過描點(diǎn)法作出變量之間的圖象關(guān)系，結(jié)合物理規(guī)律分析圖線不過原點(diǎn)的原因．a(chǎn)-F圖線斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，求出實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量；

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法，故BC錯(cuò)誤，A正確．
故選A．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力的大小不變，故A錯(cuò)誤；
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變，故B錯(cuò)誤；
C、要直觀的反映兩個(gè)量之間的關(guān)系，可以通過作圖來解決．但是只有作出一條直線，才可以直觀的反映兩個(gè)變量之間的關(guān)系．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象，故C正確；
D、設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{m+M}$，則繩子的拉力T=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg，顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．故D錯(cuò)誤．
故選：C
（3）①圖象中圖線與橫坐標(biāo)軸的交點(diǎn)0.10N，即繩子上拉力F≤0.10N時(shí)，小車的加速度為零，所以0.10N是重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力．
②根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，所以a-F圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，
所以實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量為m=1kg；
③根據(jù)圖象中的圖線形狀分析可知，a-F圖象為一條傾斜的直線，在本實(shí)驗(yàn)中小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量．
故答案為：（1）A   
（2）C
（3）①重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力
②1kg
③遠(yuǎn)大于

點(diǎn)評 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．