题目内容

3．“控制变量法”是物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．在探究加速度与力、质量的关系的实验中，我们就用到了“控制变量法”．下列说法中，你认为符合实际的是（　　）
A．通过同时改变小车的质量m及受到的拉力F的研究，能归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
B．通过保持小车的质量不变，只改变小车的拉力的研究，就可以归纳出加速度、力、质量三者之间的关系
C．通过保持小车受力不变，只改变小车质量的研究，就可以得出加速度、力、质量三者之间的关系
D．先保持改变小车质量不变，研究加速度与力的关系；再保持改变力不变，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者之间的关系

分析 该实验中变量比较多，因此在进行探究时，采用“控制变量法”即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系．

解答 解：在“探究加速度与力、质量”的实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系，故ABC错误，D正确．
故选：D．

点评 “控制变量法”是研究复杂问题的一种有效方法，注意在高中物理中的应用．

练习册系列答案
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16．在做“研究匀变速直线运动”的实验时，为了能够较准确地测出加速度，将你认为正确的选项前面的字母填在横线上：ACDG．
A．把附有滑轮的长木板放在实验桌上，并使滑轮伸出桌面
B．把打点计时器固定在长木板上靠近滑轮的某一位置，连接好电路
C．再把一条细绳拴在小车上，细绳跨过滑轮，下边挂上合适的钩码，每次必须由静止释放小车
D．把纸带穿过打点计时器，并把它的一端固定在小车的后面
E．把小车停在靠近打点计时器处，接通直流电源后，放开小车，让小车拖着纸带运动，打点计时器就在纸带上打下一系列的点，换上新纸带，重复三次
F．从三条纸带中选择一条比较理想的纸带，舍掉开头比较密集的点，在后边便于测 量的地方找一个开始点，并把每打五个点的时间作为时间单位．在选好的开始点下面记 作0，往后第六个点作为计数点1，依此标出计数点2、3、4、5、6，并测算出相邻两点间的距离
G．根据公式a1=$\frac{{x}_{4}-{x}_{1}}{3{T}^{2}}$，a2=$\frac{{x}_{5}-{x}_{2}}{3{T}^{2}}$，a3=$\frac{{x}_{6}-{x}_{3}}{3{T}^{2}}$及平均加速度a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}{+}_{3}}{3}$求出加速度．
14．如图所示，水平传送带足够长，传送带始终顺时针匀速运动，长为1米的薄木板A的正中央放置一个小木块B，A和B之间的动摩擦因数为0.2，A和传送带之间的动摩擦因数为0.5，薄木板A的质量是木块B质量的2倍，轻轻把AB整体放置在传送带的中央，设传送带始终绷紧并处于水平状态，g取10m/s2，在刚放上很短的时间内，A、B的加速度大小分别为（　　）
A．6.5 m/s2、2 m/s2B．5 m/s2、2 m/s2C．5 m/s2、5 m/s2D．7.5 m/s2、2 m/s2
11．如图所示，A、B、C是匀强电场中平行于电场线的某一平面上的三个点，各点的电势分别为φA=20V，φB=4V，φC=8V，请你画出该电场的其中一个等势面和一条电场线．
18．某物理兴趣小组在一次探究活动中，要探究加速度与合力之间的关系．实验装置如图甲所示，先把长木板固定在水平桌面上，右端装有定滑轮；木板上有一滑块，其左端与穿过打点计时器的纸带相连，右端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz．开始实验时，在托盘中放入适量砝码，放手后滑块开始做匀加速直线运动，在纸带上打出一系列点．

（1）为使托盘与砝码的重力大小等于滑块所受合力，实验之前首先应做的是平衡摩擦力．
（2）图乙是正确操作后，所得出的一条纸带的一部分．0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个点（图中未标出），用刻度尺测量出计数点间的距离如图乙所示．根据图中数据计算打计数点1时，滑块的速度为0.220m/s，滑块的加速度是0.400m/s2．（保留三位有效数字）
8．某实验小组利用如图所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．
（1）本实验使用的实验方法是C．（选填字母代码）
A．理想实验法      B．等效替代法
C．控制变量         D．建立物理模型法
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选A组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g         B．200g～400g       C．1000g～2000g．
15．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中．

（1）某组同学用如图1所示装置，采用控制变量的方法，来研究小车质量不变的情况下，小车的加速度与小车受到力的关系．下列措施中不需要或不正确的是ABD
A、平衡摩擦力的方法就是，在塑料小桶中添加砝码，使小车
在绳的拉力作用下能匀速滑动．
B、每次改变拉小车的拉力后都需要重新平衡摩擦力
C、实验中通过在塑料桶中增加砝码来改变小车受到的拉力
D、实验中应先放小车，然后再开打点计时器的电源
（2）如图2所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带．取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a=2.4m/s2，打纸带上C点时小车的瞬时速度大小vC=0.51m/s．（结果保留二位有效数字）．
（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如表所示：（小车质量保持不变）
F/N0.200.300.400.500.60
a/m/s20.300.400.480.600.72
①请根据表中的数据在图3坐标图上作出a-F图象
②图象不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦过度或木板一端垫得过高，图线的斜率的倒数的物理含义是小车的质量．
12．如图所示，物体A放在物体B上，物体B放在光滑的水平面上，已知mA=6kg，mB=2kg．A、B间动摩擦因数μ=0.2．力F水平向右拉A物体，g取10m/s2．（　　）
A．当F＜12 N时，A静止不动
B．当F＞12 N时，A相对B滑动
C．当F=60 N时，B受到A的摩擦力等于15 N
D．当F＜48N时，A相对B静止
13．如图是“测定匀变速直线运动加速度”实验中得到的一条纸带，从O点开始每5个点取一个计数点（打点计时器的电源频率是50Hz），依照打点的先后依次编为1、2、3、4、5、6，量得s1=1.22cm，s2=2.00cm，s3=2.78cm，s4=3.62cm，s5=4.40cm，s6=5.18cm．

（1）在实验中，除电源、电火花打点计时器（含纸带、墨粉纸盘）、小车、平板轨道，在下面仪器和器材中，还需要使用的有BD．（填选项字母）
A．秒表          B．刻度尺           C．天平          D．钩码
（2）某同学操作以下实验步骤，
①将小车移至靠近打点计时器处，先接通电，再释放小车
②将打点计时器固定在带有定滑轮的长木板上，并接好电路
③把一条细绳拴在小车上，细绳跨过定滑轮，下面吊着适当重的钩码
④先断开电，再取下纸带  ⑤将纸带固定在小车尾部，并穿过打点计时器的限位孔
以上合理的步骤顺序为D
A．②①⑤③④B．②③①⑤④C．②①③④⑤D．②③⑤①④
（3）纸带上相邻两计数点间的时间间隔为T=0.1s
（4）打点计时器打计数点3时，小车的速度大小是v=0.32m/s．（计算结果保留两位有效数字）
（5）小车加速度大小为a=0.80m/s2．（计算结果保留两位有效数字）．

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