Question

10．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，教材中提供了参考案例一：如图所示，两个小车放在光滑水平板上，前段各系一条细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码．两个小车后端各系一条细线，用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上，使小车静止，抬起黑板擦，两小车同时开始运动，按下黑板擦，两小车同时停下来．用刻度尺测出两小车通过的位移之比就等于它们的加速度之比．
（1）上述实验中，作用在小车上的力是通过测量小盘和砝码的重力mg得到的，即F=mg，这样处理会有系统误差，为了减小系统误差，小盘和砝码的质量m与小车的质量M应满足的关系是m＜＜M；为了消除这个系统误差，有同学认为只要换一下研究对象，在探究加速度与合力关系时，将小盘中减掉的砝码放到小车上，合力依然是小盘和砝码的重力mg，系统误差就没有了，他的研究对象应该是小盘，砝码和小车；
（2）该参考案列采用的物理思想方法是BD．
A．等效法  B．控制变量法  C．极限法  D．转换法．

Answer 1

分析 （1）根据牛顿第二定律即可判断m与M间的关系，如果作为整体，就不存在系统误差；
（2）利用控制变量法来研究加速度与力和质量间的关系，还用到了转化法，通过测量位移来求得加速度

解答 解：（1）对于小盘，砝码和小车整体，根据牛顿第二定律mg=（M+m）a，对于小车F=Ma，联立解得F=$\frac{1}{1+\frac{m}{M}}mg$，故当m＜＜M时，F=mg；
如果将小盘，砝码和小车整体作为研究对象，将小车中减掉的砝码放回小车上，保证了总质量（M+m）不变，而合力大小就是mg；
（2）在研究加速度与力和质量的关系时，是利用了控制变量法，本实验通过测量位移来测量加速度，还利用了转换法，故BD正确
故答案为：（1）m＜＜M；小盘，砝码和小车
（2）BD

点评 本题关键是明确实验的原理，会通过运动学公式求解加速度之比和瞬时速度大小；明确实验的误差来源；不难．