Question

5．某同學(xué)利用圖（a）所示實驗裝置探究小車加速度a與所掛重物的質(zhì)量m的關(guān)系圖．實驗中小車的質(zhì)量為200g，在小盤中不斷增加砝碼的質(zhì)量，并記錄砝碼和小盤的總質(zhì)量為m，描點得到了如圖（b）的一系列點．回答下列問題：
（1）根據(jù)該同學(xué)描的點，可以看出小車的加速度a與所掛重物的質(zhì)量m成非線性（填“線性”或“非線性”）關(guān)系，所以應(yīng)該用平滑曲線（填“直線”或“平滑曲線”） 擬合．

（2）由圖（b）可知，a-m圖線不經(jīng)過原點，可能的原因是沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
（3）若利用本實驗裝置來證明“在小車質(zhì)量不變的情況下，小車的加速度與合外力成正比”的結(jié)論，并直接以所掛砝碼和小盤的總重力mg作為小車受到的合外力，在實驗過程中需要采取的措施有AD
A．取下細繩和小盤，調(diào)整木板的傾角，使小車拖著紙帶在木板上勻速運動
B．系著細繩和空的小盤，調(diào)整木板的傾角，使小車拖著紙帶在木板上勻速運動
C．在增加小盤中砝碼的同時在小車上增加砝碼，使所掛重物的總質(zhì)量始終遠小于小車的總質(zhì)量
D．本實驗中，小盤和其中砝碼的總質(zhì)量應(yīng)適當(dāng)小些，如不超過40g．

Answer 1

分析 該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當(dāng)質(zhì)量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關(guān)系．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板的右端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．

解答 解：（1）由描出的點可知，a-m圖線是曲線，即小車的加速度與鉤碼的質(zhì)量成非線性關(guān)系；應(yīng)該用平滑曲線擬合．
（2）從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，圖象在橫軸上有截距，說明當(dāng)拉力大到一定值時才有加速度，這是由于沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的．
（3）A、為使小車受到的拉力等于砝碼和小盤的重力，實驗前要平衡摩擦力，應(yīng)取下細繩和小盤，調(diào)整木板的傾角，使小車拖著紙帶在木板上勻速運動，故A正確，B錯誤；
C、探究加速度與力的關(guān)系實驗時，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，故C錯誤；
D、當(dāng)小車質(zhì)量遠大于砝碼與小盤質(zhì)量時可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼與小盤的重力，本實驗中，小盤和其中砝碼的總質(zhì)量應(yīng)適當(dāng)小些，如不超過40g，故D正確；故選AD．
故答案為：（1）非線性；平滑曲線；（2）沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；（3）AD．

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．
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，這樣問題我們要從實驗原理和減少實驗誤差方面去解決．