Question

17．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》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C
A．假設(shè)法           B．理想實(shí)驗(yàn)法           C．控制變量法           D．等效替代法
（2）下列說法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將盤及盤中的砝碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源
D．在每次實(shí)驗(yàn)中，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）如圖2所示是某一次打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條記錄小車運(yùn)動(dòng)的紙帶，取計(jì)數(shù)點(diǎn)A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔為T=0.10s，用刻度尺測(cè)量出各相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小a=2.40m/s²，打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小v_E=0.99m/s．（結(jié)果均保留兩位小數(shù)）
（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）請(qǐng)根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)圖上作出a-F圖象；圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過度．

F（N）	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a（m/s2）	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

Answer 1

分析 （1）加速度與物體質(zhì)量、物體受到的合力有關(guān)，在探究加速度與物體質(zhì)量、受力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該使用控制變量法；
（2）當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大��；平衡摩擦力時(shí)，不能掛盤，實(shí)驗(yàn)過程中，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放開小車，小車的加速度應(yīng)由紙帶求出；
（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，中間時(shí)刻的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，小車上不加拉力時(shí)就已經(jīng)有了加速度，故圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過度．

解答 解：（1）探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大�。惶骄考铀俣扰c質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制拉力不變而改變小車質(zhì)量，這種實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法．
故選：C．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，小車上不應(yīng)該掛砝碼，只讓小車拖著紙帶做勻速運(yùn)動(dòng)即可，故A錯(cuò)誤；
B、在實(shí)驗(yàn)前平衡一次摩擦力即可，每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源再放開小車，故C錯(cuò)誤；
D、在每次實(shí)驗(yàn)中，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，以使得小車的拉力近似等于砝碼的重力．故D正確；
故選：BD．
（3）根據(jù)作差法可知，小車運(yùn)動(dòng)的加速度大小為：
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.1349+0.1108+0.0867-0.0626-0.0388-0.0150}{0.09}$=2.40m/s²，
打紙帶上E點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小為：
${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.0867+0.1108}{0.2}=0.99m/s$，
（4）a-F圖象如圖所示：
由圖線可看出，小車上不加拉力時(shí)就已經(jīng)有了加速度，故圖象不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是平衡摩擦過度．
故答案為：（1）C；（2）BD；（3）2.40；0.99；（4）如圖所示；平衡摩擦過度．

點(diǎn)評(píng) 探究加速與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡摩擦力、應(yīng)根據(jù)紙帶求出小車的加速度，掌握實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)是正確解題的關(guān)鍵．要掌握常用的科學(xué)探究方法，提高我們的實(shí)驗(yàn)探究能力．