Question

17．在“探究物体外力一定时，加速度与物体质量的关系”实验中，

（1）．应用的是A
A．控制变量法           B．等效替代法
C．理论推导法           D．理想实验法
（2）．实验装置的示意图如图a所示，细线的一端系在小车上，细线跨过滑轮，另一端系一小砂桶，实验时，保持小车的质量不变，改变砂桶的质量．
实验时得到一条纸带，如图b所示，取A为测量原点x_A=0.0cm，B、D、F各点的测量坐标分别为x_B=4.1cm，x_D=12.9cm，x_F=22.5cm．C、E点坐标漏测量．已知打点计时器每0.02s打一个点，则打点计时器记录E点时小车的速度v_E=2.4m/s，小车运动的加速度a=5.0m/s²．（结果保留两位有效数字）
分析多次实验的数据发现，小车的质量M越大，加速度a越小，似乎成反比关系，为了验证猜想是否正确，某同学建立坐标轴系，描点作图验证，如图c所示．可见他是取小车质量的倒数建立横坐标的．

Answer 1

分析 （1）加速度与物体质量、物体受到的合力有关，在探究加速度与物体质量、受力关系的实验中，应该使用控制变量法；
（2）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度，求出E点的瞬时速度，依据逐差法可得小车加速度．

解答 解：（1）探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量；这种实验方法是控制变量法，故A正确，BCD错误．
故选：A
（2）实验装置的示意图如图a所示，细线的一端系在小车上，细线跨过滑轮，另一端系一小砂桶，实验时，保持小车的质量不变，改变砂桶的质量，
由图示纸带可知：x_BD=x_D-x_B=12.9cm-4.1cm=8.8cm=0.088m，x_DF=x_F-x_D=22.5cm-12.9cm=9.6cm=0.096m，
打点计时器记录E点时小车的速度v_E=$\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{0.096}{0.04}=2.4m/s$
由匀变速直线运动的推论△x=at²可知，加速度：
$a=\frac{{x}_{DF}-{x}_{BD}}{{t}^{2}}=\frac{0.096-0.088}{（2×0.02）^{2}}$=5.0m/s²；
（3）根据牛顿第二定律可知，a与$\frac{1}{M}$成正比，而c图是一条过原点的倾斜直线，成正比关系，所以他取的是小车质量的倒数建立横坐标的．
故答案为：（1）A；（2）小车；砂桶；2.4；5.0；小车质量的倒数

点评 本题考查了科学探究方法，要掌握常用的科学探究方法，提高我们的实验探究能力，掌握求瞬时速度的方法，在匀变速直线运动中，某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度．同时还要注意单位的换算．