题目内容

3．某实验小组利用如图1所示的装置来探究“加速度与力、质量之间的关系”．
（1）该实验采用了控制变量法进行探究，则下列实验中用到相同研究方法的有AC
A．探究导体电阻与其影响因素的定量关系   
B．探究求合力的方法
C．探究影响电流的热效应的因素           
D．建立“质点”模型
（2）备有器材：
A．长木板；
B．电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；
C．细绳、小车、砝码；
D．装有细砂的小桶；
E．薄木板；
F．毫米刻度尺；
还缺少的一件器材是天平
（3）为了保证实验结果的误差尽量小，在实验操作中，下面做法必要的是D
A．改变小桶里面砂的质量后要重新平衡摩擦力
B．实验操作时要先释放小车，后接通电源
C．在利用纸带进行数据处理时，所选的两个研究点离得越近越好
D．在实验过程中要保证砂和小桶的总质量远小于小车的质量
（4）实验得到如图2所示的一条纸带，相邻两计数点的时间间隔为0.1s；B、C间距S2=4.18cm，D、E间距S4=8.22cm，利用这两段间距计算小车加速度为2.02m/s2
（5）若某小组同学根据测得数据画出a-$\frac{1}{M}$图象如图3所示，原因是小桶质量过大．

分析 （1）探究多变量因素实验时需要用控制变量法，根据各实验原理分析答题．
（2）根据对实验器材的掌握分析答题．
（3）探究加速度与力、质量关系实验为减小实验误差，实验前应平衡摩擦力，使细线与木板平行，控制小桶质量要远小于小车质量．
（4）应用匀变速直线运动的推论求出小车的加速度．
（4）根据实验注意事项分析清楚图示图象答题．

解答 解：（1）A、影响导体电阻的因素很多，探究导体电阻与其影响因素的定量关系实验需要应用控制变量法，故A正确；
B、探究求合力的方法实验需要应用等效法，故B错误；
C、影响电流热效应的因素有多个，探究影响电流的热效应的因素实验需要应用控制变量法，故C正确；
D、建立“质点”模型需要应用模型法，不需要应用控制变量法，故D错误；
故选：AC．
（2）探究加速度与力、质量关系实验需要测出小车与小桶的质量，实验需要天平测质量，故需要的使用汽车是天平．
（3）A、实验前平衡摩擦力后再实验过程中改变小桶里面砂的质量后不需要重新平衡摩擦力，故A错误；
B、实验操作时要先接通电源然后再放开小车，故B错误；
C、在利用纸带进行数据处理时，为减小实验误差所选的两个研究点离得要适当远些，故C错误；
D、为使小车受到的拉力近似等于小桶的重力，为减小实验误差在实验过程中要保证砂和小桶的总质量远小于小车的质量，故D正确；
故选：D．
（4）由匀变速直线运动的推论△x=aT2可知，加速度为：a=$\frac{{s}_{4}-{s}_{2}}{2{T}^{2}}$=$\frac{（8.22-4.18）×1{0}^{-2}m}{2×（0.1s）^{2}}$=2.02m/s2；
（5）加速度：a=$\frac{1}{M}$F，在力F一定时，a与$\frac{1}{M}$成正比，a-$\frac{1}{M}$图象是一条直线，由图示图象可知，图象上部发生弯曲，
当小桶总质量远小于小车质量时可以近似认为小车受到的拉力等于小桶的重力，如果不不满足该条件，
小车受到的拉力明显小于小桶的重力，图象将发生弯曲，由此可知，图象发生弯曲的原因可能是小桶的质量没有远小于小车质量造成的；
故答案为：（1）AC；（2）天平；（3）D； （4）2.02m/s2；  （5）小桶质量过大．

点评 本题考查了实验方法、实验注意事项、实验数据处理等问题，要掌握常用的实验方法并能灵活应用；知道实验原理与实验注意事项、掌握基础知识可以解题，平时要注意基础知识的学习．

练习册系列答案
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A．长木板要适当倾斜，以平衡小车运动中受到的阻力
B．通过改变橡皮筋的条数改变拉力做功的数值
C．每次实验中橡皮筋的规格要相同，拉伸的长度要相同
D．本次实验的结论是W与v成正比．
15．某学习小组的同学们在实验室组装了一套如图1所示的装置来验证动能定理．

（1）该学习小组的同学用砂和砂桶的重力作为滑块受到的合力，为了实现这个想法，该小组成员提出了以下实验措施，你认为有效的有BDE．
A．保持砂和砂桶的质量远大于滑块的质量
B．保持砂和砂桶的质量远小于滑块的质量
C．保持长木板水平
D．把长木板的左端垫起适当的高度以平衡摩擦力
E．调整滑轮的高度使细线与长A木板平行
（2）学习小组测量出砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2．实验中打出的一条纸带如图2所示，选取纸带中的B、K两点来验证，已知打点计时器的打点周期为T，重力加速度为g，还需要直接测量哪些物理量？砂和砂桶的质量m1、滑块的质量m2，AC间的距离s1，JL间的距离s2，BK间的距离s（写出物理量的名称和代表符号）．
（2）根据第（2）小题中的物理量写出动能定理的表达式${m}_{1}^{\;}gs=\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{2}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}-\frac{1}{2}{m}_{2}^{\;}（\frac{{s}_{1}^{\;}}{2T}）_{\;}^{2}$．
12．某实验小组采用图甲所示的装置验证“动能定理“．实验中，小车碰到制动装置时，沙桶尚未到达地面，打点计时器工作电源频率为50Hz．

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纸带的测量结果
测量点0ABCDE
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