Question

20．在“研究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中

（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，我們用實(shí)驗(yàn)研究了小車(chē)“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(wèn)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(lèi)比法
（2）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是D
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車(chē)上　
B．每次改變小車(chē)質(zhì)量時(shí)，要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．在小車(chē)中增減砝碼，應(yīng)使小車(chē)和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（3）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖1所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得0與1兩點(diǎn)間距離x₁=30mm，1與2兩點(diǎn)間距離x₂=36mm，2與3兩點(diǎn)間距離x₃=42mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₄=48mm，則小車(chē)的加速度為0.6m/s²．（交流電的頻率為50Hz）
（4）某同學(xué)測(cè)得小車(chē)的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車(chē)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)在坐標(biāo)圖2上作出a-F圖象；
②圖線不過(guò)原點(diǎn)的原因可能是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 明確理想模型、控制變量、等效替代、類(lèi)比等各種方法的應(yīng)用即可正確解答本題．
解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和操作細(xì)節(jié)
了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、工作原理、工作特點(diǎn)等，比如工作電壓、打點(diǎn)周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．正確根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)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(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，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(gè)物理量不變，看另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選：B．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車(chē)上拿去，輕輕推動(dòng)小車(chē)，是小車(chē)沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車(chē)是否勻速運(yùn)動(dòng)，故A錯(cuò)誤；
B、每次改變小車(chē)的質(zhì)量時(shí)，小車(chē)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，故B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先放開(kāi)小車(chē)，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車(chē)運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車(chē)的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，故D正確．
故選：D．
（3）根據(jù)紙帶可知，T=0.1s，△x=6mm=0.006m，
則a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.006}{0.01}$=0.6m/s²；
（4）根據(jù)描點(diǎn)法作出圖象，
圖象未過(guò)原點(diǎn)可能原因是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠，導(dǎo)致有力但沒(méi)有合力，則當(dāng)然沒(méi)有加速度產(chǎn)生．
故答案為：（1）B；（2）D； （3）0.6；（4）①如圖所示；②沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

點(diǎn)評(píng) 在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中掌握各種研究問(wèn)題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應(yīng)用．對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)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．