题目内容

2．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用图1所示的装置．
（1）本实验应用的实验方法是A．
A．控制变量法    B． 假设法    C． 理想实验法
（2）下列说法中正确的是CD．
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-m-1图象
D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（3）实验中打点计时器所使用的是频率为50Hz的交流电源，如图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点未标出，每两个计数点间的时间间隔是0.1s，由该纸带可求得小车的加速度α=2.0m/s2（保留两位有效数字）．
（4）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•s-20.100.200.280.400.52
①根据表中的数据在图3坐标图上作出a-F图象．
②图线不过原点的原因可能是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

分析 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数据处理以及注意事项．
该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．
其中对于力的测量，我们要清楚：1、当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小．2、平衡摩擦力，使得细线对小车的拉力等于小车的合力．
通过描点法作出变量之间的图象关系，结合物理规律分析图线不过原点的原因．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．故选A．
（2）A、该实验采用的是控制变量法研究，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系．在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变．故A错误．
B、在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变．故B错误．
C、要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-$\frac{1}{m}$图象．故C正确．
D、设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
当m＜＜M时，即当砝码盘和砝码的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码盘和砝码的总重力．故D正确．
故选：CD．
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，
得：a=$\frac{0.07-0.05}{0.01}$=2.0m/s2 ，
（4）如图：

从上图中发现直线没过原点，当F≠0时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该同学实验操作中遗漏了未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
所以原因是实验前未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够
故答案为：（1）A         
（2）CD
（3）0.1；2.0
（4）①见上图        ②未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够

点评 该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法．
实验问题需要结合物理规律去解决．对于实验我们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．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数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．

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