Question

8．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用圖1所示的裝置．

（1）本實驗應(yīng)用的實驗方法是A；
A 控制變量法   B 假設(shè)法    C 理想實驗法
（2）下列說法中正確的是AB．
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)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a-$\frac{1}{m}$圖象
D．當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（3）根據(jù)實驗收集的數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖2所示，請寫出一條對提高本實驗結(jié)果準確程度有益的建議：實驗前要先平衡摩擦力
（4）在實驗過程中，打出了一條紙帶如圖3所示，計時器打點的時間間隔為0.02s．A、B、C、D、E為五個計數(shù)點，相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出，經(jīng)測量知道AB=2.20cm，BC=2.99cm，CD=3.79cm，DE=4.60cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算小車的加速度大小，簡要寫出求解過程．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由于該實驗涉及的物理量較多，因此該實驗采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關(guān)系；
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（3）提高本實驗結(jié)果準確程度有益的做法有兩個：①平衡摩擦力；②小車質(zhì)量遠遠大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時物體仍不動，說明沒有平衡摩擦力；
（4）根據(jù)作差法求解加速度．

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，故BC錯誤，A正確．
故選：A．
（2）A、該實驗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，設(shè)繩子上拉力為F，對小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
$F=\frac{mgM}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知當M＞＞時，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，故D正確．
故選：CD
（3）提高本實驗結(jié)果準確程度有益的做法有兩個：①平衡摩擦力；②小車質(zhì)量遠遠大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時物體仍不動，說明沒有平衡摩擦力．所以建議是：實驗前要先平衡摩擦力
（4）相鄰兩個計數(shù)點之間還有4個點未畫出，則相鄰兩個計數(shù)點之間時間間隔T=0.1s，
根據(jù)作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.046+0.0379-0.0299-0.022}{0.04}$=0.80m/s²．
故答案為：（1）A；（2）AB；（3）實驗前要先平衡摩擦力；（4）加速度大小為0.80m/s²．

點評 解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題．