Question

2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用圖1所示的裝置．
（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是A．
A．控制變量法    B． 假設(shè)法    C． 理想實(shí)驗(yàn)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)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-m^-1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）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時器所使用的是頻率為50Hz的交流電源，如圖2中給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6是計(jì)數(shù)點(diǎn)，每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個打點(diǎn)未標(biāo)出，每兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔是0.1s，由該紙帶可求得小車的加速度α=2.0m/s²（保留兩位有效數(shù)字）．
（4）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	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖3坐標(biāo)圖上作出a-F圖象．
②圖線不過原點(diǎn)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(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)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小．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(diǎn)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(diǎn)的原因．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法．故選A．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)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=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
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）由于每相鄰兩個計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個點(diǎn)沒有畫出，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時間間隔T=0.1s，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.07-0.05}{0.01}$=2.0m/s² ，
（4）如圖：

從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
故答案為：（1）A         
（2）CD
（3）0.1；2.0
（4）①見上圖        ②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠

點(diǎn)評 該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法．
實(shí)驗(yàn)問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．對于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．