Question

12．在《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實(shí)驗(yàn)中．請(qǐng)完成下列各實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）某組同學(xué)用如圖（1）所示裝置，來(lái)研究小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，小車(chē)的加速度與小車(chē)受到力的關(guān)系．這種研究方法叫控制變量法．
A．首先要平衡摩擦力，目的是使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力．
B．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)在塑料桶中增加砝碼來(lái)改變小車(chē)受到的拉力．
C．實(shí)驗(yàn)中，在滿(mǎn)足塑料桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量關(guān)系的前提下，塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車(chē)受到的合外力．
D．實(shí)驗(yàn)中應(yīng)先打開(kāi)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源，然后再釋放小車(chē)．
E．改變砝碼的個(gè)數(shù)，多次測(cè)量．

（2）某組同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出數(shù)據(jù)，并畫(huà)出a-F圖象如圖（2）所示，那么該組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的問(wèn)題是平衡摩擦力過(guò)度．
（3）另一組同學(xué)想通過(guò)該裝置研究塑料桶和砝碼及小車(chē)組成的系統(tǒng)能量轉(zhuǎn)化關(guān)系．已知塑料桶和砝碼的總質(zhì)量為m，小車(chē)的質(zhì)量為M．實(shí)驗(yàn)中，他通過(guò)對(duì)紙帶的分析和測(cè)量得出：當(dāng)塑料桶及砝碼由靜止開(kāi)始下降高度為h時(shí)，小車(chē)的瞬時(shí)速度為v，則該組同學(xué)要得到的能量轉(zhuǎn)化關(guān)系式為mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．（用題目給出的物理量表達(dá)，忽略小車(chē)重力勢(shì)能的變化）

Answer 1

分析 （1）探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法；實(shí)驗(yàn)要平衡摩擦力；當(dāng)小車(chē)的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量時(shí)，才能近似認(rèn)為細(xì)線(xiàn)對(duì)小車(chē)的拉力大小等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大�。�
（2）根據(jù)F等于零時(shí)，加速度已經(jīng)不為零，分析圖線(xiàn)不過(guò)原點(diǎn)的原因．
（3）系統(tǒng)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，根據(jù)題意求出表達(dá)式．

解答 解：（1）小車(chē)質(zhì)量不變的情況下，研究小車(chē)的加速度與小車(chē)受到力的關(guān)系．這種研究方法叫控制變量法；
A、首先要平衡摩擦力，目的是使小車(chē)受到合力就是細(xì)繩對(duì)小車(chē)的拉力．
C、實(shí)驗(yàn)中，在滿(mǎn)足塑料桶和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量關(guān)系的前提下，塑料桶和砝碼總重力才近似等于小車(chē)受到的合外力；
（2）a-F圖線(xiàn)中，F(xiàn)=0時(shí)，但是加速度不為零，可知平衡摩擦力過(guò)度，小車(chē)重力的分力大于滑動(dòng)摩擦力．
（3）系統(tǒng)的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，能量轉(zhuǎn)化的關(guān)系式為：mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．
故答案為：（1）控制變量；A、平衡摩擦力；C、遠(yuǎn)小于；（2）平衡摩擦力過(guò)度；（3）mgh=$\frac{1}{2}$（M+m）v²．

點(diǎn)評(píng) 該題考查了實(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(chē)受到的摩擦力．
不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過(guò)平衡摩擦力，小車(chē)受到的合力不等于鉤碼的重力．