Question

4．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中．

（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，我們用實(shí)驗(yàn)研究了小車“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”．這種研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法是B
A．建立理想模型的方法    B．控制變量法     C．等效替代法            D．類比法
（2）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是D
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上 
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（3）某次實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖2所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得0與1兩點(diǎn)間距離x₁=30mm，1與2兩點(diǎn)間距離x₂=36mm，2與3兩點(diǎn)間距離x₃=42mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₄=48mm，則小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為0.39m/s，小車的加速度為0.6m/s²．

Answer 1

分析 （1）明確理想模型、控制變量、等效替代、類比等各種方法的應(yīng)用即可正確解答本題；
（2）解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和操作細(xì)節(jié)；
（3）了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的構(gòu)造、工作原理、工作特點(diǎn)等，比如工作電壓、打點(diǎn)周期等，掌握基本儀器的使用，能夠正確的使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器．正確根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律對(duì)紙帶進(jìn)行數(shù)據(jù)處理．

解答 解：（1）在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，由于變量較多，因此采用了“控制變量法”進(jìn)行研究，分別控制一個(gè)物理量不變，看另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，故ACD錯(cuò)誤，B正確．
故選：B．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動(dòng)小車，是小車沿木板運(yùn)動(dòng)，通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出來(lái)的紙帶判斷小車是否勻速運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時(shí)，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，B錯(cuò)誤；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，如果先放開小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器電源，由于小車運(yùn)動(dòng)較快，可能會(huì)使打出來(lái)的點(diǎn)很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，另外打點(diǎn)計(jì)時(shí)器剛接通電源打出的點(diǎn)不穩(wěn)定，因此要求實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車，C錯(cuò)誤；
D、當(dāng)砝碼和小桶的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，因此在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量，D正確．
故選：D．
（3）每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)的時(shí)間間隔T=5×0.02s=0.1s
小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度等于從打點(diǎn)1到點(diǎn)3的平均速度，則
${v}_{2}=\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}=\frac{（36+42）×1{0}^{-3}}{2×0.1}m/s$=0.39m/s；
利用逐差法△x=aT²求小車的加速度有
a=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{（2T）^{2}}$=$\frac{（42+48-36-30）×1{0}^{-3}}{（2×0.1）^{2}}m/{s}^{2}$=0.6m/s²；
故答案為：（1）B； （2）D； （3）0.39； 0.6．

點(diǎn)評(píng) 解答本題需要掌握常見(jiàn)的物理方法，以及探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的操作、注意事項(xiàng)；掌握紙帶的處理方法，特別是時(shí)間間隔不能錯(cuò)，在計(jì)算過(guò)程中注意單位．