Question

4．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中．

（1）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”．这种研究物理问题的科学方法是B
A．建立理想模型的方法    B．控制变量法     C．等效替代法            D．类比法
（2）研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是D
A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上 
B．每次改变小车质量时，要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（3）某次实验中得到一条纸带，如图2所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与1两点间距离x₁=30mm，1与2两点间距离x₂=36mm，2与3两点间距离x₃=42mm，3与4两点间的距离x₄=48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为0.39m/s，小车的加速度为0.6m/s²．

Answer 1

分析 （1）明确理想模型、控制变量、等效替代、类比等各种方法的应用即可正确解答本题；
（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）了解打点计时器的构造、工作原理、工作特点等，比如工作电压、打点周期等，掌握基本仪器的使用，能够正确的使用打点计时器．正确根据匀变速直线运动的规律对纸带进行数据处理．

解答 解：（1）在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，故ACD错误，B正确．
故选：B．
（2）A、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，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，B错误；
C、实验时，如果先放开小车，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，另外打点计时器刚接通电源打出的点不稳定，因此要求实验时，先接通打点计时器的电源，再放开小车，C错误；
D、当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和小桶的总重力，因此在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量，D正确．
故选：D．
（3）每5个计时点取一个计数点，则相邻计数点的时间间隔T=5×0.02s=0.1s
小车在打计数点2时的瞬时速度等于从打点1到点3的平均速度，则
${v}_{2}=\frac{{x}_{2}+{x}_{3}}{2T}=\frac{（36+42）×1{0}^{-3}}{2×0.1}m/s$=0.39m/s；
利用逐差法△x=aT²求小车的加速度有
a=$\frac{{x}_{3}+{x}_{4}-{x}_{1}-{x}_{2}}{（2T）^{2}}$=$\frac{（42+48-36-30）×1{0}^{-3}}{（2×0.1）^{2}}m/{s}^{2}$=0.6m/s²；
故答案为：（1）B； （2）D； （3）0.39； 0.6．

点评 解答本题需要掌握常见的物理方法，以及探究加速度与力、质量的关系实验的操作、注意事项；掌握纸带的处理方法，特别是时间间隔不能错，在计算过程中注意单位．