Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，某同學(xué)使用了如圖所示的裝置．
（1）該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持______ 不變；為了直觀地判斷小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作______ （選填“a?M”或“a??1/M”）圖象．
（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系實驗中，下列做法正確的是______
A．平衡摩擦力時，應(yīng)將裝沙的小桶用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．每次改變小車的質(zhì)量時，不需要重新平衡摩擦力
C．實驗時，先放開小車，再接通打點計時器電源
D．小車運動的加速度可從天平測出裝沙小桶和沙的質(zhì)量m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出．
（3）該同學(xué)通過數(shù)據(jù)的處理作出了a-F圖象，如圖所示，則
①圖中的力F理論上指______，而實驗中卻用______表示．（選填字母符號）
A．砂和砂桶的重力          B．繩對小車的拉力
②圖中的直線不過原點的原因是______．
③此圖中直線發(fā)生彎曲的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，正確理解控制變量法的應(yīng)用即可解答；
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和操作細(xì)節(jié)；
（3）理解該實驗的實驗原理和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，知道實驗誤差的來源．
解答：解：（1）該同學(xué)要探究小車的加速度a和質(zhì)量M的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對車的拉力F不變；根據(jù)牛頓第二定律可知F=ma，因此若F不變，做出a-圖象可以直觀的判斷小車的加速度a與質(zhì)量M的數(shù)量關(guān)系．
故答案為：繩對車的拉力F；a??1/M．       
（2）A、平衡摩擦力時，平衡摩擦力時，應(yīng)將繩從小車上拿去，輕輕推動小車，是小車沿木板運動，通過打點計時器打出來的紙帶判斷小車是否勻速運動，故A錯誤；
B、每次改變小車的質(zhì)量時，小車的重力沿斜面分力和摩擦力仍能抵消，不需要重新平衡摩擦力，故B正確；
C、實驗時，應(yīng)先放開小車，再接通打點計時器電源，由于小車運動較快，可能會使打出來的點很少，不利于數(shù)據(jù)的采集和處理，故C錯誤；
D、小車運動的加速度是利用打點計時器測量，如果用天平測出m以及小車質(zhì)量M，直接用公式求出，這是在直接運用牛頓第二定律計算的，而我們實驗是在探究加速度與物體所受合外力和質(zhì)量間的關(guān)系，故D錯誤．
故選B．
（3）①根據(jù)牛頓第二定律以及該實驗的實驗原理可知，圖中的力F理論上指繩子對小車的拉力，當(dāng)砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時可以用砂和砂桶的重力來表示小車的拉力，故實驗中用砂和砂桶的重力表示小車的拉力．
故答案為：B，A． 
②由圖象可知，當(dāng)F=0時，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學(xué)實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．
故答案為：平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．
③隨著F的增大不再滿足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，即不再滿足m＜＜M，故發(fā)現(xiàn)圖中直線發(fā)生彎曲．
故答案為：隨著F的增大不再滿足沙和沙桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量，即不再滿足m＜＜M．
點評：對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)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．