Question

4．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中．

（1）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“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，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）某次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0.39m/s，小車的加速度為0.6m/s²．

Answer 1

分析 （1）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；
（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操作細(xì)節(jié)；
（3）了解打點計時器的構(gòu)造、工作原理、工作特點等，比如工作電壓、打點周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點計時器．正確根據(jù)勻變速直線運動的規(guī)律對紙帶進(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”三個物理量的關(guān)系時，由于變量較多，因此采用了“控制變量法”進(jìn)行研究，分別控制一個物理量不變，看另外兩個物理量之間的關(guān)系，故ACD錯誤，B正確．
故選：B．
（2）A、平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，A錯誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時，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，B錯誤；
C、實驗時，如果先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，另外打點計時器剛接通電源打出的點不穩(wěn)定，因此要求實驗時，先接通打點計時器的電源，再放開小車，C錯誤；
D、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，因此在小車中增減砝碼，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，D正確．
故選：D．
（3）每5個計時點取一個計數(shù)點，則相鄰計數(shù)點的時間間隔T=5×0.02s=0.1s
小車在打計數(shù)點2時的瞬時速度等于從打點1到點3的平均速度，則
${v}_{2}=\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}=\frac{（36+42）×1{0}^{-3}}{2×0.1}m/s$=0.39m/s；
利用逐差法△x=aT²求小車的加速度有
a=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{（2T）^{2}}$=$\frac{（42+48-36-30）×1{0}^{-3}}{（2×0.1）^{2}}m/{s}^{2}$=0.6m/s²；
故答案為：（1）B； （2）D； （3）0.39； 0.6．

點評 解答本題需要掌握常見的物理方法，以及探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗的操作、注意事項；掌握紙帶的處理方法，特別是時間間隔不能錯，在計算過程中注意單位．