Question

17．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用圖1所示的裝置． 
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是A
A． 控制變量法     B． 假設(shè)法     C． 理想實(shí)驗(yàn)法     D．等效替代法
（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(shí)，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)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(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．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小
（3）在探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，以下操作正確的是BC
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上
B．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
C．每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，不需要重新平衡摩擦力
D．實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開小車，后接通電源
（4）某兩個(gè)同學(xué)分別按步驟做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，各自得到的圖象如圖2甲和乙所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因甲是忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力不足，乙是平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力過大．

Answer 1

分析 （1）由于該實(shí)驗(yàn)涉及的物理量較多，因此該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關(guān)系；
（2）解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)；
（3）平衡摩擦力是讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，即mgsinθ=μmgcosθ，為了充分利用紙帶，應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車；
（4）考查實(shí)驗(yàn)時(shí)平衡摩擦力時(shí)出現(xiàn)的誤差問題，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時(shí)過大．從圖上分析兩圖各是什么原因即可．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法，故BCD錯(cuò)誤，A正確．
故選：A．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系，在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力的大小不變，故A錯(cuò)誤；
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變，故B錯(cuò)誤；
C、要直觀的反映兩個(gè)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(gè)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(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)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，設(shè)繩子上拉力為F，
以整體為研究對(duì)象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{M+m}$，則繩子的拉力T=Ma=$\frac{M}{M+m}mg$，顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時(shí)才可以認(rèn)為繩對(duì)小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．故D正確．
故選：CD
（3）A、平衡摩擦力時(shí)研究對(duì)象是小車，是讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力時(shí)，不能將重物用細(xì)線通過定滑輪系在小車上，故A錯(cuò)誤．
B、平衡摩擦力時(shí)研究對(duì)象是小車，是讓小車所受的滑動(dòng)摩擦力等于小車所受重力沿斜面的分量，故平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將紙帶連接在小車上并穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，以平衡由于紙帶與打點(diǎn)計(jì)時(shí)器之間的摩擦而產(chǎn)生的摩擦阻力，故B正確．
C、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，小車的重力沿斜面向下的分量等于小車所受的滑動(dòng)摩擦力，即mgsinθ=μmgcosθ，故不需要重新平衡摩擦力，故C正確．
D、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再釋放小車，這樣可以充分利用紙帶，故D錯(cuò)誤．
故選：BC
（4）甲圖：當(dāng)拉力F已經(jīng)不為零時(shí)，小車仍然沒有產(chǎn)生加速度，故原因是忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力不足．
乙圖：當(dāng)拉力F等于0時(shí)，小車已經(jīng)產(chǎn)生力加速度，故原因是平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力過大．
故答案為：（1）A；（2）CD；（3）BC；（4）忘記平衡摩擦力或平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力不足；平衡摩擦力時(shí)平衡摩擦力過大．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實(shí)驗(yàn)問題，考查平衡摩擦力時(shí)出現(xiàn)的誤差分析時(shí)，根據(jù)圖象對(duì)應(yīng)分析即可，結(jié)論就是兩個(gè)，不是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，就是平衡摩擦力時(shí)過大．對(duì)應(yīng)上即可