Question

15．“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖（甲）所示．

（1）該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法為控制變量法；
（2）在研究小車的加速度與小車受到的力的關(guān)系時(shí)，下列說法中不需要或不正確的是B．
①首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力
②平衡摩擦力的方法是，在塑料小桶中添加砝碼，使小車能勻速滑動(dòng)
③每次改變拉小車的拉力后都需要重新平衡摩擦力
④實(shí)驗(yàn)中塑料桶（包括桶內(nèi)砝碼）的質(zhì)量要遠(yuǎn)小于小車的重力
⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先放小車，然后再開打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
A．①③⑤B．②③⑤C．③④⑤D．②④⑤
（3）圖（乙）是實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶，每個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間有一個(gè)點(diǎn)未畫出，間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆分別為2.10cm，2.35cm，2.58cm，2.83cm，3.06cm，3.30cm，計(jì)算小車的加速度a=1.50m/s²．（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
（4）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，畫出a-F圖象如圖（丙）所示，該圖象斜率表示D，圖象不過原點(diǎn)的原因可能是A（請(qǐng)?zhí)钸x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）．
A．實(shí)驗(yàn)中摩擦力平衡過度                     B．實(shí)驗(yàn)中摩擦力沒有平衡
C．實(shí)驗(yàn)中繩子拉力方向沒有跟平板平行         D．實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量發(fā)生變化．

Answer 1

分析 物體的加速度與物體質(zhì)量、物體受力有關(guān)，探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系應(yīng)該使用控制變量法．
探究加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時(shí)，要求小車在無動(dòng)力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時(shí)，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(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，再放開小車．小車的加速度應(yīng)根據(jù)打出的紙帶求出．
根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，結(jié)合逐差法求出加速度的大�。�

解答 解：（1）解：探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，控制質(zhì)量不變而改變力的大小，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，控制力不變而改變質(zhì)量，
故該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法．
（2）①實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要平衡摩擦力，使小車受到的合力就是細(xì)繩對(duì)小車的拉力；
②平衡摩擦力的方法就是，小車與紙帶相連，小車前面不掛小桶，把小車放在斜面上給小車一個(gè)初速度，看小車能否做勻速直線運(yùn)動(dòng)；
③每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力；    
④實(shí)驗(yàn)中通過在塑料桶中增加砝碼來改變小車受到的拉力是正確的；
⑤實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先接通電源，后放開小車；
由此可見：①④正確，②③⑤錯(cuò)誤，故B正確．
故選：B．
（3）根據(jù)△x=aT²，運(yùn)用逐差法得，$a=\frac{（{x}_{6}+{x}_{5}+{x}_{4}）-（{x}_{3}+{x}_{2}+{x}_{1}）}{9{T}^{2}}$=$\frac{（3.30+3.06+2.83）-（2.58+2.35+2.10）×1{0}^{-2}}{9×0.0{4}^{2}}$m/s²=1.50m/s²．
（4）根據(jù)牛頓第二定律$a=\frac{F}{m}$得$a=\frac{1}{m}F$，故a-F圖象的斜率表示質(zhì)量的倒數(shù)，故D正確；
F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(shí)，小車的加速度不為0，說明小車的摩擦力小于重力的分力，所以原因是實(shí)驗(yàn)前木板右端墊得過高．故A正確．
故答案為：（1）控制變量法；（2）B；（3）1.50；（4）D；A．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理分析，知道實(shí)驗(yàn)原理及注意事項(xiàng)即可正確解題；探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)時(shí)，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．