Question

17．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，采用如圖甲所示的裝置．

（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C
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車(chē)所受拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)改變小車(chē)的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時(shí)，作出a-$\frac{1}{m}$圖象容易更直觀判斷出二者間的關(guān)系
D．無(wú)論在什么條件下，細(xì)線對(duì)小車(chē)的拉力大小總等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小
（3）在探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，若取車(chē)的質(zhì)量M=0.5kg，改變砝碼質(zhì)量m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值最不合適的一個(gè)是D
A．m₁=4g   B．m₂=10g    C．m₃=40g    D．m₄=500g
（4）在平衡小車(chē)與長(zhǎng)木板之間摩擦力的過(guò)程中，打出了一條紙帶如圖乙所示．計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)圖中給出的數(shù)據(jù)求出該小車(chē)的加速度a=0.16m/s²（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）．
（5）如圖丙所示為甲同學(xué)在探究加速度a與力F的關(guān)系時(shí)，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)作出的a-F圖象，說(shuō)明實(shí)驗(yàn)存在的問(wèn)題是沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）加速度與物體質(zhì)量、物體受到的合力有關(guān)，在探究加速度與物體質(zhì)量、受力關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)該使用控制變量法；
（2）該實(shí)驗(yàn)采用控制變量法，先控制小車(chē)的質(zhì)量不變，研究加速度與力的關(guān)系，再控制砝碼盤(pán)和砝碼的總重力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．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)，細(xì)線的拉力等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大�。�
（3）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)，細(xì)線的拉力等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，因此砝碼質(zhì)量m的值要遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量；
（4）利用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論△x=aT²求出小車(chē)的加速度；
（5）圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)，當(dāng)F為某一值時(shí)，加速度為零，知平衡摩擦力不足．

解答 解：（1）探究加速度與力的關(guān)系時(shí)，要控制小車(chē)質(zhì)量不變而改變拉力大小；探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制拉力不變而改變小車(chē)質(zhì)量；這種實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法．故選：A．
（2）A、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，A錯(cuò)誤；
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時(shí)，應(yīng)保持小車(chē)的質(zhì)量不變，改變砝碼盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量，B錯(cuò)誤．
C、在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)作出a-$\frac{1}{m}$圖象容易更直觀判斷出二者間的關(guān)系，C正確．
D、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)線對(duì)小車(chē)的拉力大小等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，D錯(cuò)誤；
故選：C．
（3）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)，細(xì)線的拉力等于砝碼盤(pán)和砝碼的總重力大小，因此砝碼質(zhì)量m的值要遠(yuǎn)小于車(chē)的質(zhì)量M=0.5kg，故m的取值最不合適的一個(gè)是D，此時(shí)鉤碼質(zhì)量等于車(chē)的質(zhì)量；
（4）該小車(chē)的加速度a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{T}^{2}}$=$\frac{3.83-3.52}{2×（5×0.02）^{2}}×1{0}^{-2}$ m/s²=0.16m/s²；
（5）從圖象可以看出當(dāng)有了一定的拉力F時(shí)，小車(chē)的加速度仍然是零，小車(chē)沒(méi)動(dòng)說(shuō)明小車(chē)的合力仍然是零，即小車(chē)還受到摩擦力的作用，說(shuō)明摩擦力還沒(méi)有平衡掉，或者是平衡摩擦力了但是平衡的還不夠，沒(méi)有完全平衡掉摩擦力，所以圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是實(shí)驗(yàn)前該同學(xué)沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．
故答案為：（1）A； （2）C； （3）D；（4）0.16； （5）沒(méi)有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道實(shí)驗(yàn)的研究方法，會(huì)通過(guò)圖象探究加速度和力和質(zhì)量的關(guān)系，知道實(shí)驗(yàn)中的兩個(gè)認(rèn)為：1、認(rèn)為細(xì)線的拉力等于小車(chē)的合力，2、認(rèn)為砝碼盤(pán)和砝碼的總重力等于細(xì)線的拉力．要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．