Question

7．①我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（M）兩個(gè)因素有關(guān)．要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是控制變量法

②某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖1所示，她想用砂桶的重力表示小車受到的合外力F，為了減少這種做法而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，她先做了兩方面的調(diào)整措施：
a：用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，目的是平衡摩擦力．
b：使砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，目的是使拉小車的力近似等于砂桶的重力．
③表是該同學(xué)在“保持小車質(zhì)量M不變，探究a與F的關(guān)系”時(shí)記錄了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，且已將數(shù)據(jù)在圖2的坐標(biāo)系中描點(diǎn)，做出a-F圖象；由圖線求出小車的質(zhì)量等于0.50kg（保留二位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 當(dāng)一個(gè)量與多個(gè)量有關(guān)系時(shí)，則可控制某些量不變，去研究另兩個(gè)量的關(guān)系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個(gè)量關(guān)系，這種思想方法叫做控制變量法．
在實(shí)驗(yàn)中，為了減少這種做法而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
由于做勻變速直線的物體在相等的時(shí)間內(nèi)位移總是相等．所以可借助于a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$，利用逐差法計(jì)算加速度大小．
a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量的倒數(shù)．

解答 解：①研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的思想方法是控制變量法，先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系．
②用小木塊將長(zhǎng)木板無(wú)滑輪的一端墊高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
對(duì)整體運(yùn)用牛頓第二定律得，a=$\frac{mg}{M+m}$，則小車的合力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$，當(dāng)砂桶和桶的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，小車所受的拉力等于砂和砂桶的重力．
③根據(jù)F=ma可得a=$\frac{1}{M}$F，即a-F圖象的斜率等于物體的質(zhì)量倒數(shù)．
根據(jù)圖象其斜率為：k=$\frac{1.2-0.1}{0.55}$=2，
所以質(zhì)量為：m=$\frac{1}{k}$=$\frac{1}{2}$=0.50kg
故答案為：①控制變量法；
（或先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系）；
②a．平衡摩擦力；b．砂桶的重力；
③0.50；

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的原理以及實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，在本實(shí)驗(yàn)中，知道兩個(gè)認(rèn)為：1、認(rèn)為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認(rèn)為沙和沙桶的總重力等于小車所受的合力．