Question

17．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中采用如图1所示的装置．

（1）本实验应用的实验方法是C
A．假设法           B．理想实验法           C．控制变量法           D．等效替代法
（2）下列说法中正确的是BD
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（3）如图2所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a=2.40m/s²，打纸带上E点时小车的瞬时速度大小v_E=0.99m/s．（结果均保留两位小数）
（4）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）请根据表中的数据在图3坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦过度．

F（N）	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a（m/s2）	0.30	0.40	0.48	0.60	0.72

Answer 1

分析 （1）加速度与物体质量、物体受到的合力有关，在探究加速度与物体质量、受力关系的实验中，应该使用控制变量法；
（2）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小；平衡摩擦力时，不能挂盘，实验过程中，先接通打点计时器电源再放开小车，小车的加速度应由纸带求出；
（3）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上E点时小车的瞬时速度大小；
（4）根据描点法作出图象，小车上不加拉力时就已经有了加速度，故图象不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦过度．

解答 解：（1）探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，这种实验方法是控制变量法．
故选：C．
（2）A、平衡摩擦力时，小车上不应该挂砝码，只让小车拖着纸带做匀速运动即可，故A错误；
B、在实验前平衡一次摩擦力即可，每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确；
C、实验时，先接通打点计时器电源再放开小车，故C错误；
D、在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量，以使得小车的拉力近似等于砝码的重力．故D正确；
故选：BD．
（3）根据作差法可知，小车运动的加速度大小为：
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.1349+0.1108+0.0867-0.0626-0.0388-0.0150}{0.09}$=2.40m/s²，
打纸带上E点时小车的瞬时速度大小为：
${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.0867+0.1108}{0.2}=0.99m/s$，
（4）a-F图象如图所示：
由图线可看出，小车上不加拉力时就已经有了加速度，故图象不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦过度．
故答案为：（1）C；（2）BD；（3）2.40；0.99；（4）如图所示；平衡摩擦过度．

点评 探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．要掌握常用的科学探究方法，提高我们的实验探究能力．