Question

3．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，教材中提供了參考案例一：如圖所示，兩個小車放在光滑水平板上，前段各系一條細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可放砝碼．兩個小車后端各系一條細(xì)線，用一個黑板擦把兩條細(xì)線同時按在桌子上，使小車靜止，抬起黑板擦，兩小車同時開始運(yùn)動，按下黑板擦，兩小車同時停下來．用刻度尺測出兩小車通過的位移之比就等于它們的加速度之比．
（1）上述實驗中，作用在小車上的力是通過測量小盤和砝碼的重力mg得到的，即F=mg，這樣處理會有系統(tǒng)誤差，為了減小系統(tǒng)誤差，小盤和砝碼的質(zhì)量m與小車的質(zhì)量M應(yīng)滿足的關(guān)系是m＜＜M；為了消除這個系統(tǒng)誤差，有同學(xué)認(rèn)為只要換一下研究對象，在探究加速度與合力關(guān)系時，將小盤中減掉的砝碼放到小車上，合力依然是小盤和砝碼的重力mg，系統(tǒng)誤差就沒有了，他的研究對象應(yīng)該是小盤、砝碼和小車整體；
（2）該參考案列采用的物理思想方法是BD．
A．等效法　 B．控制變量法　 C．極限法　 D．轉(zhuǎn)換法．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)牛頓第二定律即可判斷m與M間的關(guān)系，如果作為整體，就不存在系統(tǒng)誤差；
（2）利用控制變量法來研究加速度與力和質(zhì)量間的關(guān)系，還用到了轉(zhuǎn)化法，通過測量位移來求得加速度

解答 解：（1）對于小盤、砝碼和小車整體：mg=（M+m）a，對于小車：F=Ma，聯(lián)立得：$F=\frac{1}{1+\frac{m}{M}}mg$，當(dāng)m＜＜M時，F(xiàn)=mg；如果將小盤、砝碼和小車整體作為研究對象，將小盤中減掉的砝碼放到小車上，保證了總質(zhì)量（m+M）不變，而合力大小就是mg；
（2）該參考案例在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”是通過控制小車的質(zhì)量不變，來探究加速度與合力的關(guān)系和通過控制合力不變來探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系得，所以B正確；該案例用刻度尺測出兩小車通過的位移之比就等于它們的加速度之比，采用了轉(zhuǎn)換法把測加速度轉(zhuǎn)換測位移，所以D正確；
故答案為：（1）m＜＜M        小盤、砝碼和小車整體      （2）BD

點評 本題關(guān)鍵是明確實驗的原理，會通過運(yùn)動學(xué)公式求解加速度之比和瞬時速度大��；明確實驗的誤差來源；不難．