Question

2．某同學(xué)采用如圖所示的實驗裝置進行探究“加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系的實驗”．

（1）定性實驗及生活經(jīng)驗表明：加速度與力、質(zhì)量均有關(guān)系，故探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系的實驗方法應(yīng)為控制變量法．
（2）請指出該實驗裝置中的不當(dāng)之處電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點計時器．（指出兩條即可）
（3）在實驗過程中為使小車所受合力近似等于沙桶和桶中沙的總重力，沙筒和筒中沙的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車質(zhì)量．（填“遠大于”“遠小于”）

Answer 1

分析 （1）當(dāng)一個量與多個量有關(guān)系時，則可控制某些量不變，去研究另兩個量的關(guān)系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個量關(guān)系，例如：先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點計時器；
（3）在砂桶質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量的情況下，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂桶受到的重力．

解答 解：（1）我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個因素有關(guān)．要研究這三個物理量之間的定量關(guān)系的基本思路是運用控制變量法，即先保持m不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與m的關(guān)系；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點計時器
（3）以沙桶為研究對象，設(shè)沙桶質(zhì)量為m，繩子上拉力為F，則有：mg-F=ma；
以小車為研究對象，設(shè)小車質(zhì)量為M，則有：F=Ma
由以上兩式得：F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知當(dāng)M＞＞m時，小車的合力近似等于沙桶的重力mg，即沙筒和筒中沙的總質(zhì)量應(yīng)遠小于小車質(zhì)量．
故答案為：（1）控制變量法；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點計時器；
（3）遠小于

點評 本題主要考查了探究“加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系的實驗”．實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，對于系統(tǒng)我們要考慮全面，同時明確實驗原理是解答實驗問題的前提．