Question

17．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用下圖所示的裝置．

（1）本實驗應(yīng)用的實驗方法是控制變量法．下列說法中正確的是CD．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)該改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m•s-2	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

D．當小車的質(zhì)量遠大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認為細線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（2）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如下表所示：（小車質(zhì)量保持不變）
①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖上作出a-F圖象．
②圖線不過原點的原因可能是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

Answer 1

分析 （1）由于該實驗涉及的物理量較多，因此該實驗采用的是控制變量法研究加速度、質(zhì)量、合力三者之間的關(guān)系；
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（3）該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質(zhì)量、合力三者的測量很重要．
采用描點法作圖，繪出一條傾斜的直線．

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質(zhì)量的三者關(guān)系，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，
A、該實驗采用的是控制變量法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關(guān)系，在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持拉力的大小不變，故A錯誤；
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變，故B錯誤；
C、在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)用描點法擬合呈一條傾斜的直線．所以應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象，故C正確．
D、設(shè)小車的質(zhì)量為M，砝碼和盤的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
當m＜＜M時，即當砝碼和盤力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．故D正確．
故選CD．
（2）①見下圖．

②從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點，當F≤0.1N時，a=0．也就是說當繩子上有拉力時小車的加速度還為0，說明小車的摩擦力與繩子的拉力抵消呢．該同學(xué)實驗操作中遺漏了平衡摩擦力這個步驟．
所以原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．
故答案為：（1）控制變量法，CD；
（2）①見上圖；②沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠．

點評 對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實驗中應(yīng)當清楚．