Question

12．如图1所示，为探究“加速度与合力、质量的关系”的实验装置，请完成以下问题：

（1）本实验先保证小车质量不变，探究加速度与合力的关系；再保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，该实验采用的研究方法为B
A．等效替代法    B．控制变量法    C．理想模型法
（2）实验中小车和木板间存在摩擦，为了设法排除摩擦的影响，可采用将木板一端垫高的方法来实现，则实验中应将图中木板右侧（填右或左）垫高，从而达到平衡摩擦力．
（3）平衡摩擦力后，若小车的总质量为M，钩码总质量为m（m＜＜M），重力加速度为g，可认为小车释放后受到的合外力大小为mg
（4）该实验中，保证小车所受合力不变，探究加速度与小车质量的关系，采用图象法处理数据．为了比较容易地看出加速度a与质量M的关系，应作B
A．a-M图象       B．a-$\frac{1}{M}$图象        C．a-$\frac{1}{{M}^{2}}$图象   D．a-M²图象
（5）保证小车质量不变，探究加速度与所受力的关系时，某同学根据实验得到数据，画出F-a图象如图2所示，那么该同学实验中出现的问题最可能的是B
a．平衡摩擦力过度
b．平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）研究某个物理量与另外两个量的关系时，需控制一个量不变，这种方法叫控制变量法．
（2）平衡摩擦力时，使得重力沿斜面方向上的分力与摩擦力相等，将长木板没有滑轮的一端垫高
（3）反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系；正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系．
（4）图2中图象与纵轴的截距大于0，说明在拉力不等于0时，仍然没有加速度．

解答 解：（1）在探究加速度与力、质量的关系时涉及到3个物理量，一般的物理实验研究中只能研究一个量和另一个量之间的关系，因此本实验采用控制变量法．
先保持合力不变，研究加速度与质量的关系，再保持质量不变，研究加速度与合力的关系．故选B
（2）平衡摩擦力需将木板略微倾斜，使得重力沿斜面向下的分力与摩擦力相等．所以应抬高木板的右端．
（3）根据牛顿第二定律F=Ma，a与M成反比，而反比例函数图象是曲线，而根据曲线很难判定出自变量和因变量之间的关系，故不能作a-M图象；
但a=$\frac{F}{M}$，故a与$\frac{1}{M}$成正比，而正比例函数图象是过坐标原点的一条直线，就比较容易判定自变量和因变量之间的关系，故应作a-$\frac{1}{M}$图象．
（4）图2中图象与纵轴的截距大于0，说明在拉力不等于0时，没有加速度，说明平衡摩擦力时斜面的倾角过小或平衡摩擦力不足．
故答案为：（1）B；（2）右侧；（3）mg；（4）B；（5）B

点评 只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．