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(yīng)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(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)該改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，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，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，才能近似認(rèn)為細(xì)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(xué)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	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(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)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(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(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)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(xì)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．

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．
（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(yīng)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(yīng)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(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，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=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當(dāng)m＜＜M時，即當(dāng)砝碼盤和砝碼的總重力要遠(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(xiàn)直線沒過原點，當(dāng)F≠0時，a=0．也就是說當(dāng)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(xué)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(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(yīng)當(dāng)清楚．