Question

2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，采用圖1所示的裝置．

（1）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法．
（2）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(shí)，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(shí)，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(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（3）某同學(xué)測(cè)得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質(zhì)量保持不變）

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

①根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標(biāo)圖2作出a-F的圖象．
②圖線不過原點(diǎn)的原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

Answer 1

分析 解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．
該實(shí)驗(yàn)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(cè)量很重要．
其中對(duì)于力的測(cè)量，我們要清楚：1、當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大�。�2、平衡摩擦力，使得細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車的合力．
通過描點(diǎn)法作出變量之間的圖象關(guān)系，結(jié)合物理規(guī)律分析圖線不過原點(diǎn)的原因．

解答 解：（1）該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法．
（2）A、該實(shí)驗(yàn)采用的是控制變量法研究，即保持一個(gè)量不變，研究其他兩個(gè)量之間的關(guān)系．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持拉力的大小不變．故A錯(cuò)誤．
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)該保持小車的質(zhì)量不變．故B錯(cuò)誤．
C、要直觀的反映兩個(gè)量之間的關(guān)系，可以通過作圖來解決．但是只有作出一條直線，才可以直觀的反映兩個(gè)變量之間的關(guān)系．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，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，砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
當(dāng)m＜＜M時(shí)，即當(dāng)砝碼盤和砝碼的總重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼盤和砝碼的總重力．故D正確．
故選：CD．
（3）如圖：

從上圖中發(fā)現(xiàn)直線沒過原點(diǎn)，當(dāng)F≠0時(shí)，a=0．也就是說當(dāng)繩子上有拉力時(shí)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(shí)驗(yàn)操作中遺漏了未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
所以原因是實(shí)驗(yàn)前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠
故答案為：
（1）控制變量法；
（2）CD；
（3）①如圖所示；
②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

點(diǎn)評(píng) 該實(shí)驗(yàn)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(yùn)用控制變量法．
實(shí)驗(yàn)問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要清楚每一項(xiàng)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(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．其中平衡摩擦力的原因以及做法在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)當(dāng)清楚．