Question

在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個物理量的關(guān)系時，我們用實驗研究了小車（如圖1）“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”．

（1）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）研究作用力一定時加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時，下列說法中正確的是

D

A．平衡摩擦力時，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，都要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
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）實驗中得到一條紙帶，如圖2所示，從比較清晰的點起，每5個計時點取一個計數(shù)點，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得0與 1兩點間距離x₁=30mm，1與2兩點間距離x₂=36mm，2與3兩點間距離x₃=42mm，3與4兩點間的距離x₄=48mm，則小車在打計數(shù)點2時的瞬時速度為

0.39

 m/s，小車的加速度計算表達(dá)式為

0.6m/s²

．
（4）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖3所示，則圖中的不過原點的原因是

平衡摩擦力過度

．

Answer 1

分析：本實驗需探究加速度與兩個物理量的關(guān)系，故需先控制一個量不變，這種科學(xué)方法是控制變量法．通過實驗的原理，以及具體操作步驟和注意事項確定操作的正誤．
根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出小車在打計數(shù)點2的瞬時速度．根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出加速度的表達(dá)式．
當(dāng)拉力為零時，物體已具有加速度，可知木板的傾角過大，即平衡摩擦力過度．

解答：解：（1）本實驗探究一個物理量與另外兩個物理量的關(guān)系，需采用控制變量法進(jìn)行研究．
（2）A、平衡摩擦力時，將小車所受的阻力和紙帶所受的阻力平衡掉，不需將裝砂的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上．故A錯誤．
B、改變小車質(zhì)量時，不需重新平衡摩擦力．故B錯誤．
C、實驗時，應(yīng)先接通打點計時器，再釋放小車．故C錯誤．
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，保證砂和小桶的總重力近似等于小車所受的合力．故D正確．
故選D．
（3）計數(shù)點2的瞬時速度等于1、3間的平均速度，即v2=

x2+x3

2T

=

0.036+0.042

0.2

m/s=0.39m/s．因為連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，根據(jù)△x=aT²得，a=

△x

T2

=

6×10-3

0.01

m/s2=0.6m/s2．
（4）當(dāng)拉力為零時，物體已具有加速度，可知木板的傾角過大，即平衡摩擦力過度．
故答案為：B，D，0.39，0.6，平衡摩擦力過度．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握該實驗的原理，操作步驟，以及在實驗中的注意事項．知道紙帶處理的方法，掌握如何求解瞬時速度和加速度．