Question

17．在“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，

某同學使用了如圖所示的裝置．
（1）該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持細線對車的拉力F不變；
為了直觀地判斷小車的加速度a與質量M的數量關系，應作a-$\frac{1}{M}$ （選填“a-M”或“a-1/M”）圖象．
（2）在“探究加速度與力和質量的關系”的實驗中，下列說法正確的是BCD
A．應盡量保證小車的總質量遠小于砝碼和砝碼盤的總質量
B．應將木板右端適當墊高以平衡摩擦力
C．應保證牽引小車的細線與木板平行
D．應采用控制變量法分別研究加速度與質量及加速度與力的關系
（3）如圖所示為小剛在實驗中得到的一段紙袋，兩相鄰計數點間還有四個點沒有畫出，已知打點周期為0.02s．根據紙袋上數據，計算計數點B時小車的速度為0.70 m/s，小車的加速度為2.0 m/s²（保留二位有效數字）．

Answer 1

分析 （1）“探究加速度與力、質量的關系”實驗中，研究三者關系必須運用控制變量法，正確理解控制變量法的應用即可解答；
（2）“探究加速度與力和質量的關系”實驗原理為，近似認為砝碼重力為小車所受合力，所以需要平衡摩擦力，需要牽引小車的細線與木板平行，實驗中使用控制變量法，研究各量的關系；
（3）物體做勻變速直線運動，由△x=at²可以求出物體的加速度，根據平均速度等于中間時刻的速度求解B點速度．

解答 解：（1）該同學要探究小車的加速度a和質量M的關系，應該保持細線對車的拉力F不變；根據牛頓第二定律可知F=ma，因此若F不變，做出a-$\frac{1}{M}$圖象可以直觀的判斷小車的加速度a與質量M的數量關系．
（2）A、當盤及盤中砝碼的總質量m遠小于小車及砝碼總質量M時，可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力．故A錯誤；
B、應將木板右端適當墊高以平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗應保證細線拉力為小車所受合力，故小車的細線與木板平行，故C正確；
D、本實驗應采用控制變量法分別探究加速度與質量及加速度與力的關系，故D正確；
故選：BCD．
（2）兩相鄰計數點間還有四個點沒有畫出，則計數點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s，
打點計時器在打B點時小車的瞬時速度是v=$\frac{{x}_{AC}}{2T}=\frac{0.18-0.04}{0.2}=0.70m/s$
△x=10.00-4.00-4.00=2.00cm=0.02m
物體的加速度a=$\frac{△x}{{T}^{2}}=\frac{0.02}{0.01}=2.0$m/s²
故答案為：（1）細線對車的拉力F；a-$\frac{1}{M}$；（2）BCD；（3）0.70；2.0．

點評 對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數據處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．