Question

2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)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A．
A．控制變量法    B． 假設(shè)法    C． 理想實驗法
（2）下列說法中正確的是CD．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應該改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應作出a-m^-1圖象
D．當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)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）實驗中打點計時器所使用的是頻率為50Hz的交流電源，如圖2中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標出，每兩個計數(shù)點間的時間間隔是0.1s，由該紙帶可求得小車的加速度α=2.0m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（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3坐標圖上作出a-F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(shù)據(jù)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(zhì)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(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)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(guān)系，結(jié)合物理規(guī)律分析圖線不過原點的原因．
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法．故選A．
（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(guān)系．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)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(guān)系時，應該保持小車的質(zhì)量不變．故B錯誤．
C、要直觀的反映兩個量之間的關(guān)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(guān)系．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象．故C正確．
D、設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
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）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.07-0.05}{0.01}$=2.0m/s² ，
（4）如圖：

從上圖中發(fā)現(xiàn)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）A         
（2）CD
（3）0.1；2.0
（4）①見上圖        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(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法．
實驗問題需要結(jié)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(shù)據(jù)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．