Question

17．利用如圖甲所示實驗裝置，做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗．

（1）實驗中，“保持小車質(zhì)量不變的情況下，探究加速度與力的關(guān)系”，再“保持作用力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”．這種探究物理規(guī)律科學方法叫做B
A、類比法     B、控制變量法    C、等效替代法    D、理想模型法
（2）為了抵消摩擦阻力對實驗的影響，該同學需要進行平衡摩擦阻力的操作，下列做法正確的是D
A、將木板帶有滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉到下恰好做勻速運動
B、將木板不帶滑輪的一端適當墊高，使小車在鉤碼拉到下恰好做勻加速運動
C、將木板帶有滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
D、將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動
（3）如圖乙所示是張力同學某次實驗時打出的一條紙帶，O、A、B、C、D為紙帶上選取的4個計數(shù)點，已知兩個計數(shù)點之間還有四個點沒有畫出，交流電的頻率為50Hz．根據(jù)紙帶上提供的數(shù)據(jù)，可以求出這次實驗小車運動加速度為0.50m/s²．打點計時器打B點時的速度為0.70m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）

（4）保持小車的質(zhì)量一定，某同學得到小車運動的加速度與力的關(guān)系數(shù)據(jù)如下表所示，請先根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在圖丙坐標紙中描出遺漏的點，再作出a-F圖象，并根據(jù)圖象求得該小車的質(zhì)量為1.0kg（保留兩位有效數(shù)字）

加速度a/（m/s2）	小車受到的合力F/N
0.9	1.0
2.1	2.0
3.0	3.0
3.9	4.0
5.0	5.0

Answer 1

分析 （1）實驗要探究三個變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究；
（2）平衡摩擦力的時候，小車要掛上紙帶，且平衡掉摩擦力的標志是，放開手，輕推小車小車能勻速運動；
（3）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B點時小車的瞬時速度大��；
（4）根據(jù)描點法作出圖象，根據(jù)圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)求解質(zhì)量．

解答 解：（1）實驗要探究三個變量之間的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法研究，即“保持小車質(zhì)量不變的情況下，探究加速度與力的關(guān)系”，再“保持作用力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”．
故選：B
（2）在平衡摩擦力的時候，需要把紙帶也掛在小車上，也就是我們不僅僅平衡掉小車受到的摩擦力，還需要平衡由紙帶造成的摩擦阻力，即將木板不帶滑輪的一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，故D正確．
故選：D
（3）相鄰兩個記數(shù)點之間還有四個打出點，因此相鄰兩個計數(shù)點間的時間間隔為T=0.1s；
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，有：
v_B=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.067+0.072}{0.2}$=0.70m/s
根據(jù)勻變速直線運動推論△x=aT²，可得：a=$\frac{{x}_{BD}-{x}_{OB}}{4{T}^{2}}=\frac{0.0719+0.0720-0.0670-0.0619}{0.04}$=0.50m/s²；
（4）根據(jù)描點法作出圖象，如圖所示：

根據(jù)牛頓第二定律得：F=Ma，解得：a=$\frac{1}{M}$，則a-F圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，
根據(jù)圖象可知，斜率k=$\frac{3.0-0}{3.0-0}=1.0$，則質(zhì)量M=$\frac{1}{k}=1.0kg$
故答案為：（1）B；（2）D；（3）0.50；0.70；（4）如圖所示；1.0

點評 該實驗的重要一步就是平衡摩擦力，注意控制變量法在實驗中的使用，還借助實驗考查了勻變速直線的規(guī)律以及推論的應(yīng)用，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用，提高解決問題能力．