Question

2．在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用圖1所示的裝置．

（1）本實驗應用的實驗方法是控制變量法．
（2）下列說法中正確的是CD．
A．在探究加速度與質量的關系時，應該改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關系時，應該改變小車的質量
C．在探究加速度a與質量m的關系時，為了直觀判斷二者間的關系，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（3）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數據如表所示：（小車質量保持不變）

F/N	a/m•s-2
0.20	0.10
0.30	0.20
0.40	0.28
0.50	0.40
0.60	0.52

①根據表中的數據在坐標圖2作出a-F的圖象．
②圖線不過原點的原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 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據處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．
其中對于力的測量，我們要清楚：1、當小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大�。�2、平衡摩擦力，使得細線對小車的拉力等于小車的合力．
通過描點法作出變量之間的圖象關系，結合物理規(guī)律分析圖線不過原點的原因．

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．
（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系．在探究加速度與質量的關系時，應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系時，應該保持小車的質量不變．故B錯誤．
C、要直觀的反映兩個量之間的關系，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系．在探究加速度a與質量m的關系時，為了直觀判斷二者間的關系，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象．故C正確．
D、設小車的質量為M，砝碼盤和砝碼的質量為m，根據牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當m＜＜M時，即當砝碼盤和砝碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼盤和砝碼的總重力．故D正確．
故選：CD．
（3）如圖：

從上圖中發(fā)現直線沒過原點，當F≠0時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該同學實驗操作中遺漏了未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
所以原因是實驗前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
故答案為：
（1）控制變量法；
（2）CD；
（3）①如圖所示；
②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點評 該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．
實驗問題需要結合物理規(guī)律去解決．對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．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．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據處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應當清楚．