Question

2．在《探究加速度與力、質量的關系》實驗中采用如圖所示的裝置．
（1）本實驗應用的實驗方法是C
A．假設法         B．理想實驗法    C．控制變量法     D．等效替代法
（2）下列說法中正確的是BD
A．平衡摩擦力時，應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源
D．在每次實驗中，應使小車和砝碼的質量遠大于砂和小桶的總質量
（3）如圖所示是某一次打點計時器打出的一條記錄小車運動的紙帶，取計數(shù)點A、B、C、D、E、F、G．紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.10s，用刻度尺測量出各相鄰計數(shù)點間的距離分別為AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，F(xiàn)G=13.49cm，則小車運動的加速度大小a=2.40m/s²，打紙帶上E點時小車的瞬時速度大小v_E=0.99m/s．（結果均保留兩位小數(shù)）

（4）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質量保持不變）請根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖上作出a-F圖象；圖象不過坐標原點的原因可能是平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．

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 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、質量、合力三者之間的關系；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．
探究加速度與拉力的關系實驗時，要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．小車的加速度應根據(jù)打點計時器打出的紙帶求出；平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．操作過程是先接通打點計時器的電源，再放開小車．
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上E點時小車的瞬時速度大�。畱�用描點法作圖，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)在坐標系中描出對應的點，然后作出a-F圖象．

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法．
故選：C．
（2）A、平衡摩擦力時，應將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動．故A錯誤．
B、每次改變小車的質量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力．故B正確．
C、實驗時，應先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理．故C錯誤．
D、在每次實驗中，應使小車和砝碼的質量遠大于砂和小桶的總質量，故D正確；
故選：BD
（3）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可得：
設A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
代入實驗數(shù)據(jù)解得：a=2.40m/s²，
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上C點時小車的瞬時速度大�。�
v_C=$\frac{0.0867+0.01108}{2×0.1}$=0.99 m/s；
（4）應用描點法作圖，先根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)在坐標系內(nèi)描出對應點，然后根據(jù)各點作出a-F圖象，圖象如圖所示．

圖象不過坐標原點的原因可能是平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．
故答案為：（1）C；（2）BD；（3）2.40，0.99；（4）圖象不過坐標原點的原因可能是平衡摩擦過度或木板一端墊得過高．

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，然后熟練應用物理規(guī)律來解決實驗問題．要提高應用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用．