Question

4．某同学采用如图所示的实验装置进行“探究加速度与力、质量关系的实验”．
（1）加速度既与力有关，又与质量有关，故探究加速度与力、质量关系的过程中应采取的实验方法为控制变量法
（2）请指出该装置中的不当之处：电源应用交流低压电源、应平衡摩擦力、放开小车前小车应靠近打点计时器（要求写出2条即可）
（3）在实验过程中，为保证小车所受的合外力近似等于沙桶和沙子的重力，则沙桶和沙子的质量应远小于（填“远大于”或“远小于”）小车的质量．

Answer 1

分析 （1）当一个量与多个量有关系时，则可控制某些量不变，去研究另两个量的关系；再去改变让其它量不变，则再去研究剩余的两个量关系，例如：先保持M不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与M的关系；
（2）电源应用交流低压电源、应平衡摩擦力、放开小车前小车应靠近打点计时器；
（3）在砂桶质量远小于小车质量的情况下，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶受到的重力．

解答 解：（1）我们已经知道，物体的加速度（a）同时跟合外力（F）和质量（m）两个因素有关．要研究这三个物理量之间的定量关系的基本思路是运用控制变量法，即先保持m不变，研究a与F的关系；再保持F不变，研究a与m的关系；
（2）电源应用交流低压电源、应平衡摩擦力、放开小车前小车应靠近打点计时器
（3）以沙桶为研究对象，设沙桶质量为m，绳子上拉力为F，则有：mg-F=ma；
以小车为研究对象，设小车质量为M，则有：F=Ma
由以上两式得：F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知当M＞＞m时，小车的合力近似等于沙桶的重力mg，即沙筒和筒中沙的总质量应远小于小车质量．
故答案为：（1）控制变量法；
（2）电源应用交流低压电源、应平衡摩擦力、放开小车前小车应靠近打点计时器；
（3）远小于

点评 本题主要考查了探究“加速度与力、质量的定量关系的实验”．实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提．