Question

17．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用圖1所示的裝置． 
（1）本實驗應(yīng)用的實驗方法是A
A． 控制變量法     B． 假設(shè)法     C． 理想實驗法     D．等效替代法
（2）下列說法中正確的是CD
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（3）在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗中，以下操作正確的是BC
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上
B．平衡摩擦力時，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器
C．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
D．實驗時，應(yīng)先放開小車，后接通電源
（4）某兩個同學(xué)分別按步驟做該實驗時，各自得到的圖象如圖2甲和乙所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因甲是忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時平衡摩擦力不足，乙是平衡摩擦力時平衡摩擦力過大．

Answer 1

分析 （1）由于該實驗涉及的物理量較多，因此該實驗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）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（3）平衡摩擦力是讓小車所受的滑動摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，即mgsinθ=μmgcosθ，為了充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源待打點穩(wěn)定后再釋放小車；
（4）考查實驗時平衡摩擦力時出現(xiàn)的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，故BCD錯誤，A正確．
故選：A．
（2）A、該實驗采用的是控制變量法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關(guān)系，在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持拉力的大小不變，故A錯誤；
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變，故B錯誤；
C、要直觀的反映兩個量之間的關(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，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正確．
故選：CD
（3）A、平衡摩擦力時研究對象是小車，是讓小車所受的滑動摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力時，不能將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，故A錯誤．
B、平衡摩擦力時研究對象是小車，是讓小車所受的滑動摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力時，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點計時器，以平衡由于紙帶與打點計時器之間的摩擦而產(chǎn)生的摩擦阻力，故B正確．
C、每次改變小車的質(zhì)量時，小車的重力沿斜面向下的分量等于小車所受的滑動摩擦力，即mgsinθ=μmgcosθ，故不需要重新平衡摩擦力，故C正確．
D、實驗時，應(yīng)先接通電源待打點穩(wěn)定后再釋放小車，這樣可以充分利用紙帶，故D錯誤．
故選：BC
（4）甲圖：當(dāng)拉力F已經(jīng)不為零時，小車仍然沒有產(chǎn)生加速度，故原因是忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時平衡摩擦力不足．
乙圖：當(dāng)拉力F等于0時，小車已經(jīng)產(chǎn)生力加速度，故原因是平衡摩擦力時平衡摩擦力過大．
故答案為：（1）A；（2）CD；（3）BC；（4）忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時平衡摩擦力不足；平衡摩擦力時平衡摩擦力過大．

點評 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數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題，考查平衡摩擦力時出現(xiàn)的誤差分析時，根據(jù)圖象對應(yīng)分析即可，結(jié)論就是兩個，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時過大．對應(yīng)上即可