Question

5．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中．
（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，我們用實(shí)驗(yàn)研究了小車“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”．這種研究物理問題的科學(xué)方法是B
A．建立理想模型的方法     B．控制變量法     C．等效替代法    D．類比法
（2）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說法中正確的是D
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，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)器的電源
D．在小車中增減砝碼，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）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖1所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得0與 1兩點(diǎn)間距離x₁=30mm，1與2兩點(diǎn)間距離x₂=36mm，2與3兩點(diǎn)間距離x₃=42mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₄=48mm，則小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為0.39 m/s，小車的加速度為0.6m/s²．

（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）

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

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2坐標(biāo)圖上作出a-F圖象．
②圖線不過原點(diǎn)的原因可能是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
③圖中的力F理論上指A，而實(shí)驗(yàn)中卻用B表示．（選填字母符號(hào)）
A．繩對(duì)小車的拉力      B．砂和砂桶的重力．

Answer 1

分析 明確理想模型、控制變量、等效替代、類比等各種方法的應(yīng)用即可正確解答本題．
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)的操作步驟和操作細(xì)節(jié)
了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、工作原理、工作特點(diǎn)等，比如工作電壓、打點(diǎn)周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．正確根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，由于變量較多，因此采用了“控制變量法”進(jìn)行研究，分別控制一個(gè)物理量不變，看另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選B．
（2）：A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，故D正確．
故選D．
（3）依據(jù)中時(shí)刻的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，則有：
v₂=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$=$\frac{36+42}{0.2}×1{0}^{-3}$m/s=0.39m/s
再由作差法，則加速度a=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{4{T}^{2}}$=$\frac{42+48-30-36}{4×0．{1}^{2}}×1{0}^{-3}$ m/s²=0.6m/s²；
（4）圖象未過原點(diǎn)可能原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，導(dǎo)致有力但沒有合力，則當(dāng)然沒有加速度產(chǎn)生；
本實(shí)驗(yàn)將F當(dāng)作繩對(duì)小車的拉力，實(shí)際上是砂和砂桶的重力，所以只有當(dāng)砂和砂桶的重力遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，才能使砂和砂桶的重力接近繩子拉小車的力．
 故答案為：
（1）B； （2）D；（3）0.39，0.6；
（4）①如右上圖所示；②沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；③A、B．

點(diǎn)評(píng) 在學(xué)習(xí)物理過程中掌握各種研究問題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應(yīng)用．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．