Question

如圖1所示是某同學(xué)探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置．將一輛小車放在光滑的水平板上，小車前端系上細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪掛一小盤，盤里放適量的砝碼，盤與砝碼的總質(zhì)量為m，車后端連一紙帶，穿過打點計時器限位孔，小車運動時帶動紙帶運動，通過打點計時器記錄下小車運動的情況．該同學(xué)通過在小車上加減砝碼改變小車的質(zhì)量M，通過在盤中增減砝碼改變小車所受的合力F，研究紙帶算出小車運動的加速度a，幾次實驗數(shù)據(jù)記錄如表：

次	1	2	3	4	5	6	7	8
M/kg	0.50	0.50	0.50	0.50	1.25	1.50	2.00	2.50
F/N	0.25	0.50	0.75	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
a/（m?s-2）	0.50	1.01	1.50	1.99	0.80	0.67	0.50	0.40

（1）在實驗中為了探究小車的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，該同學(xué)采用了先保持小車質(zhì)量M不變，研究另兩個量間的關(guān)系，這種方法叫做

 

；
（2）通過表中1-4列數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：

 

；通過表中4-8列數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：

 

．
（3）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)后，依照數(shù)據(jù)正確畫出a-F圖象如圖2示，（小車質(zhì)量保持不變）圖線不過原點的原因可是

 

．

Answer 1

分析：（1）研究三個變量之間的關(guān)系時，先假定其中一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法．
（2）質(zhì)量一定的前提下，物體的加速度與力成正比；力一定的前提下，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
（3）小車所受拉力力為某個值時，加速度仍然為零，即合外力為0，說明此時外力與摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

解答：解：（1）研究三個變量之間的關(guān)系時，先假定其中一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法．而在本實驗中探究小車的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，故先保持小車質(zhì)量M不變，而研究合外力和加速度兩個物理量之間的關(guān)系，故為控制變量法．
（2）根據(jù)控制變量法，通過表中1-4列實驗數(shù)據(jù)得質(zhì)量一定的前提下，物體的加速度與合力成正比．
通過表中4-8列數(shù)據(jù)得合力一定的前提下，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點與橫坐標(biāo)有截距說明：小車所受拉力力為某個值時，加速度仍然為零，即合外力為0，說明此時外力與摩擦力平衡，原因是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）質(zhì)量一定，加速度與合力成正比；合力一定，加速度與質(zhì)量成反比；（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點評：只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．