Question

3．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實驗中采用如圖1所示的裝置．

（1）本實驗采用的科學(xué)方法是C
A．理想實驗法             B．假設(shè)法
C．控制變量法             D．等效替換法
（2）本實驗通過改變鉤碼的個數(shù)來改變小車所受合外力的大�。�若小車質(zhì)量為200g，為減小實驗誤差，實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍應(yīng)選C組比較合理．
A．1000g～2000g         B．200g～400g       C．10g～20g
（3）下列說法正確的是BC
A．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器的電源
B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
C．平衡摩擦力時，不應(yīng)將鉤碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
D．小車運動的加速度可用天平測出鉤碼質(zhì)量m以及小車質(zhì)量M，直接用公式a=mg/M求出
（4）實驗中打點計時器所使用的電源頻率為50Hz，圖2中給出的是實驗中獲取的紙帶的一部分：1、2、3、4、5是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出，由該紙帶的測量數(shù)據(jù)可求得小車的加速度a=1.09m/s²．（小數(shù)點后保留兩位）
（5）在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變鉤碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖3所示，該圖線不通過坐標(biāo)原點，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點的原因平衡摩擦力過度．

Answer 1

分析 加速度與物體質(zhì)量、物體受到的合力有關(guān)，在探究加速度與物體質(zhì)量、受力關(guān)系的實驗中，應(yīng)該使用控制變量法．
探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力后，可以認(rèn)為小車受到的拉力等于鉤碼的重力；實驗時，鉤碼與小車一起運動，小車受到的拉力小于鉤碼的重力，鉤碼質(zhì)量越大，實驗誤差越大，鉤碼質(zhì)量相對于小車質(zhì)量越小，誤差越��；應(yīng)用圖象法處理實驗數(shù)據(jù)時，圖象是直線時最方便．
物體做勻變速直線運動，由△x=at²可以求出物體的加速度
實驗時應(yīng)平衡摩擦力，沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，a-F圖象在F軸上有截距；平衡摩擦力過度，在a-F圖象的a軸上有截距

解答 解：（1）探究加速度與力的關(guān)系時，要控制小車質(zhì)量不變而改變拉力大�。惶骄考铀俣扰c質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)控制拉力不變而改變小車質(zhì)量；這種實驗方法是控制變量法．
故選：C．
（2）本實驗要求鉤碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，因此要求實驗中每次所用的鉤碼總質(zhì)量范圍要小，故AB錯誤，C正確．
故選：C．
（3）A、應(yīng)先接通打點計時器的電源再釋放小車．故A錯誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、平衡摩擦力時，不應(yīng)將鉤碼用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上，故C正確；
D、加速度應(yīng)該通過紙帶求出，不能用牛頓第二定律公式求解，故D錯誤
故選：BC．
（4）每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點未標(biāo)出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
由△x=at²得
a=$\frac{{x}_{45}-{x}_{23}}{2{T}^{2}}=\frac{0.047-0.0255}{0.02}$=1.09m/s²．
（5）由圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，這是由于平衡摩擦力過度造成的
故答案為：（1）C；（2）C；（3）BC；（4）1.09；（5）平衡摩擦力過度

點評 掌握常用的科學(xué)探究方法，提高我們的實驗探究能力．對該實驗要明確實驗原理，尤其是正確理解該實驗要滿足的條件：小車質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼質(zhì)量．