Question

8．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A；
A 控制變量法   B 假設(shè)法    C 理想實(shí)驗(yàn)法
（2）下列說(shuō)法中正確的是AB．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)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)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）根據(jù)實(shí)驗(yàn)收集的數(shù)據(jù)作出的a-F圖線如圖2所示，請(qǐng)寫出一條對(duì)提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的建議：實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力
（4）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖3所示，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．A、B、C、D、E為五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，經(jīng)測(cè)量知道AB=2.20cm，BC=2.99cm，CD=3.79cm，DE=4.60cm．根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算小車的加速度大小，簡(jiǎn)要寫出求解過(guò)程．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析 （1）由于該實(shí)驗(yàn)涉及的物理量較多，因此該實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)問(wèn)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)；
（3）提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的做法有兩個(gè)：①平衡摩擦力；②小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時(shí)物體仍不動(dòng)，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力；
（4）根據(jù)作差法求解加速度．

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，故BC錯(cuò)誤，A正確．
故選：A．
（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(guò)作圖來(lái)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，設(shè)繩子上拉力為F，對(duì)小車根據(jù)牛頓第二定律有：
F=Ma    ①
對(duì)砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
$F=\frac{mgM}{M+m}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知當(dāng)M＞＞時(shí)，砂和砂桶的重力等于繩子的拉力，故D正確．
故選：CD
（3）提高本實(shí)驗(yàn)結(jié)果準(zhǔn)確程度有益的做法有兩個(gè)：①平衡摩擦力；②小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于沙桶和沙的質(zhì)量，從圖中看出有拉力時(shí)物體仍不動(dòng)，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力．所以建議是：實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力
（4）相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間還有4個(gè)點(diǎn)未畫出，則相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間時(shí)間間隔T=0.1s，
根據(jù)作差法得：a=$\frac{{x}_{CE}-{x}_{AC}}{4{T}^{2}}=\frac{0.046+0.0379-0.0299-0.022}{0.04}$=0.80m/s²．
故答案為：（1）A；（2）AB；（3）實(shí)驗(yàn)前要先平衡摩擦力；（4）加速度大小為0.80m/s²．

點(diǎn)評(píng) 解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)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)，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來(lái)解決實(shí)驗(yàn)問(wèn)題．