Question

在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，某同学使用了如图所示的装置．
（1）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持______ 不变；为了直观地判断小车的加速度a与质量M的数量关系，应作______ （选填“a?M”或“a??1/M”）图象．
（2）在探究加速度与质量的关系实验中，下列做法正确的是______
A．平衡摩擦力时，应将装沙的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．小车运动的加速度可从天平测出装沙小桶和沙的质量m以及小车质量M，直接用公式求出．
（3）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图所示，则
①图中的力F理论上指______，而实验中却用______表示．（选填字母符号）
A．砂和砂桶的重力          B．绳对小车的拉力
②图中的直线不过原点的原因是______．
③此图中直线发生弯曲的原因是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）“探究加速度与力、质量的关系”实验中，研究三者关系必须运用控制变量法，正确理解控制变量法的应用即可解答；
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和操作细节；
（3）理解该实验的实验原理和数据处理以及注意事项，知道实验误差的来源．
解答：解：（1）该同学要探究小车的加速度a和质量M的关系，应该保持细线对车的拉力F不变；根据牛顿第二定律可知F=ma，因此若F不变，做出a-图象可以直观的判断小车的加速度a与质量M的数量关系．
故答案为：绳对车的拉力F；a??1/M．       
（2）A、平衡摩擦力时，平衡摩擦力时，应将绳从小车上拿去，轻轻推动小车，是小车沿木板运动，通过打点计时器打出来的纸带判断小车是否匀速运动，故A错误；
B、每次改变小车的质量时，小车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正确；
C、实验时，应先放开小车，再接通打点计时器电源，由于小车运动较快，可能会使打出来的点很少，不利于数据的采集和处理，故C错误；
D、小车运动的加速度是利用打点计时器测量，如果用天平测出m以及小车质量M，直接用公式求出，这是在直接运用牛顿第二定律计算的，而我们实验是在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系，故D错误．
故选B．
（3）①根据牛顿第二定律以及该实验的实验原理可知，图中的力F理论上指绳子对小车的拉力，当砂和砂桶的质量远小于小车的质量时可以用砂和砂桶的重力来表示小车的拉力，故实验中用砂和砂桶的重力表示小车的拉力．
故答案为：B，A． 
②由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．
故答案为：平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．
③随着F的增大不再满足沙和沙桶质量远小于小车质量，即不再满足m＜＜M，故发现图中直线发生弯曲．
故答案为：随着F的增大不再满足沙和沙桶质量远小于小车质量，即不再满足m＜＜M．
点评：对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．