Question

4．某同學采用如圖所示的實驗裝置進行“探究加速度與力、質量關系的實驗”．
（1）加速度既與力有關，又與質量有關，故探究加速度與力、質量關系的過程中應采取的實驗方法為控制變量法
（2）請指出該裝置中的不當之處：電源應用交流低壓電源、應平衡摩擦力、放開小車前小車應靠近打點計時器（要求寫出2條即可）
（3）在實驗過程中，為保證小車所受的合外力近似等于沙桶和沙子的重力，則沙桶和沙子的質量應遠小于（填“遠大于”或“遠小于”）小車的質量．

Answer 1

分析 （1）當一個量與多個量有關系時，則可控制某些量不變，去研究另兩個量的關系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個量關系，例如：先保持M不變，研究a與F的關系；再保持F不變，研究a與M的關系；
（2）電源應用交流低壓電源、應平衡摩擦力、放開小車前小車應靠近打點計時器；
（3）在砂桶質量遠小于小車質量的情況下，可以近似認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）和質量（m）兩個因素有關．要研究這三個物理量之間的定量關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的關系；再保持F不變，研究a與m的關系；
（2）電源應用交流低壓電源、應平衡摩擦力、放開小車前小車應靠近打點計時器
（3）以沙桶為研究對象，設沙桶質量為m，繩子上拉力為F，則有：mg-F=ma；
以小車為研究對象，設小車質量為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量應遠小于小車質量．
故答案為：（1）控制變量法；
（2）電源應用交流低壓電源、應平衡摩擦力、放開小車前小車應靠近打點計時器；
（3）遠小于

點評 本題主要考查了探究“加速度與力、質量的定量關系的實驗”．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．