Question

在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，我們用實(shí)驗(yàn)研究了小車（如圖1）“在質(zhì)量一定的情況下，加速度和作用力的關(guān)系”；又研究了“在作用力一定的情況下，加速度和質(zhì)量之間的關(guān)系”．

（1）這種研究物理問(wèn)題的科學(xué)方法是   
A．建立理想模型的方法    B．控制變量法    C．等效替代法    D．類比法
（2）研究作用力一定時(shí)加速度與質(zhì)量成反比的結(jié)論時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是   
A．平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上
B．每次改變小車質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，先放開(kāi)小車，再接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源
D．在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量
（3）實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，如圖2所示，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)計(jì)時(shí)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，分別標(biāo)明0、l、2、3、4…，量得0與 1兩點(diǎn)間距離x₁=30mm，1與2兩點(diǎn)間距離x₂=36mm，2與3兩點(diǎn)間距離x₃=42mm，3與4兩點(diǎn)間的距離x₄=48mm，則小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)的瞬時(shí)速度為     m/s，小車的加速度計(jì)算表達(dá)式為    ．
（4）該同學(xué)通過(guò)數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖3所示，則圖中的不過(guò)原點(diǎn)的原因是    ．

Answer 1

【答案】分析：本實(shí)驗(yàn)需探究加速度與兩個(gè)物理量的關(guān)系，故需先控制一個(gè)量不變，這種科學(xué)方法是控制變量法．通過(guò)實(shí)驗(yàn)的原理，以及具體操作步驟和注意事項(xiàng)確定操作的正誤．
根據(jù)某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度求出小車在打計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度．根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出加速度的表達(dá)式．
當(dāng)拉力為零時(shí)，物體已具有加速度，可知木板的傾角過(guò)大，即平衡摩擦力過(guò)度．
解答：解：（1）本實(shí)驗(yàn)探究一個(gè)物理量與另外兩個(gè)物理量的關(guān)系，需采用控制變量法進(jìn)行研究．
（2）A、平衡摩擦力時(shí)，將小車所受的阻力和紙帶所受的阻力平衡掉，不需將裝砂的小桶用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上．故A錯(cuò)誤．
B、改變小車質(zhì)量時(shí)，不需重新平衡摩擦力．故B錯(cuò)誤．
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，應(yīng)先接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，再釋放小車．故C錯(cuò)誤．
D、在小車中增減砝碼，應(yīng)使小車和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和小桶的總質(zhì)量，保證砂和小桶的總重力近似等于小車所受的合力．故D正確．
故選D．
（3）計(jì)數(shù)點(diǎn)2的瞬時(shí)速度等于1、3間的平均速度，即．因?yàn)檫B續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，根據(jù)△x=aT²得，a=
．
（4）當(dāng)拉力為零時(shí)，物體已具有加速度，可知木板的傾角過(guò)大，即平衡摩擦力過(guò)度．
故答案為：B，D，0.39，0.6，平衡摩擦力過(guò)度．
點(diǎn)評(píng)：解決本題的關(guān)鍵掌握該實(shí)驗(yàn)的原理，操作步驟，以及在實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)．知道紙帶處理的方法，掌握如何求解瞬時(shí)速度和加速度．