Question

2．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：
（1）為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持拉力不變（選填“拉力”或者“小車質(zhì)量”）；為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系，應(yīng)作a-$\frac{1}{m}$圖象（選填“a-m”、“a-$\frac{1}{m}$”、“a-F”或者“a-$\frac{1}{F}$”）．
（2）“探究加速度與力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)裝置如圖（A）所示．

為減小實(shí)驗(yàn)誤差，盤和砝碼的質(zhì)量總應(yīng)比小車的總質(zhì)量小（選填“小”或“大”）得多；已知交流電的頻率為50赫茲，圖（B）為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，他從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)實(shí)驗(yàn)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，計(jì)數(shù)點(diǎn)分別為“0”、“1”、“2”、“3”、“4”，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．由此可求得小車運(yùn)動(dòng)的加速度a=0.2m/s²，其中打計(jì)數(shù)點(diǎn)2時(shí)小車的速度v₂=0.19m/s，如果在測(cè)定勻變速直線運(yùn)動(dòng)的加速度時(shí)，交流電的頻率變大，實(shí)驗(yàn)者仍然把它當(dāng)成50赫茲，這樣計(jì)算出的加速度值與真實(shí)值相比是偏小（填“偏大”、“偏小”、“不變”、“不能確定”）．
（3）某同學(xué)在探究加速度與外力間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，得到的圖象如圖（C）所示，則出現(xiàn)此種現(xiàn)象的原因可能是沒(méi)有平衡摩擦力．

Answer 1

分析 （1）明確實(shí)驗(yàn)原理，知道本實(shí)驗(yàn)中采用控制變量法，并知道應(yīng)如何分析數(shù)據(jù)；
（2）知道本實(shí)驗(yàn)中拉力為砝碼的重力，同時(shí)根據(jù)逐差法可求得加速度，根據(jù)平均速度可求得2點(diǎn)的瞬時(shí)速度；
（3）根據(jù)圖象進(jìn)行分析，明確截距的意義，從而明確實(shí)驗(yàn)中存在問(wèn)題．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，故在分析加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制拉力不變；由于a與m成反比，故為了直觀描述關(guān)系，求出質(zhì)量的倒數(shù)，作出a-$\frac{1}{m}$圖象；
（2）為了將盤和砝碼的重力等于小車的拉力，應(yīng)將盤和砝碼的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；
計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為0.1s．
由圖可知，x₁=1.60cm=0.0160m；x₂=1.80cm=0.018m；x₃=2.00cm=0.0200m；x₄=2.20cm=0.0220m；
根據(jù)△x=aT²可得：
a=$\frac{（{x}_{3}+{x}_{4}）-（{x}_{1}+{x}_{2}）}{4{T}^{2}}$=$\frac{（0.0220+0.0200）-（0.0160+0.0180）}{4×0.01}$=0.2m/s；
打點(diǎn)2時(shí)的速度等于13間的平均速度，故v₂=$\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}$=$\frac{0.018+0.020}{2×0.1}$=0.19m/s；
由△x=aT²得a=$\frac{△x}{{T}^{2}}$，當(dāng)電源頻率變大時(shí)，求得的加速度的數(shù)值比真實(shí)值偏�。�
（3）由圖C可知，當(dāng)拉力較大時(shí)才能產(chǎn)生加速度，故說(shuō)明實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有平衡摩擦力；
故答案為：（1）拉力；a-$\frac{1}{m}$；（2）小；0.1；0.2；0.19；偏 小；（3）沒(méi)有平衡摩擦力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了科學(xué)探究方法，要掌握常用的科學(xué)探究方法，提高我們的實(shí)驗(yàn)探究能力．并掌握牛頓第二定律的應(yīng)用，同時(shí)學(xué)會(huì)受力分析．