Question

9．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图甲所示的装置．

（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C
A．在探究加速度与质量的关系时，应改变小车所受拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，作出a-$\frac{1}{m}$ 图象容易更直观判断出二者间的关系
D．无论在什么条件下，细线对小车的拉力大小总等于砝码盘和砝码的总重力大小．
（3）在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M=0.5kg，改变砝码质量m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是D
A．m₁=4g      B．m₂=10g        C．m₃=40g    D．m₄=500g
（4）在平衡小车与长木板之间摩擦力的过程中，打出了一条纸带如图乙所示．计时器打点的时间间隔为0.02s．从比较清晰的点起，每5个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离，根据图中给出的数据求出该小车的加速度a=0.16m/s²．（结果保留两位有效数字）．
（5）如图丙所示为甲同学在探究加速度a与力F的关系时，根据测量数据作出的a-F 图象，说明实验存在的问题是没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

Answer 1

分析 （1）探究多变量因素实验时要采用控制变量法．
（2）根据实验注意事项与实验原理分析答题．
（3）当小车质量远大于砝码质量时可以近似认为小车受到的拉力等于砝码的重力．
（4）应用匀变速直线运动的推论可以求出 加速度．
（5）实验前要平衡摩擦力，分析图示图象，然后找出原因．

解答 解：（1）探究加速度与力、质量关系实验要采用控制变量法，故选A；
（2）A、在探究加速度与质量的关系时，应控制小车所受拉力的大小不变，故A错误；
B、在探究加速度与外力的关系时，应控制小车的质量不变，故B错误；
C、由牛顿第二定律得：a=$\frac{1}{m}$F，在力F一定时a与$\frac{1}{m}$成正比，为方便实验数据处理，在探究加速度a与质量m的关系时，作出a-$\frac{1}{m}$ 图象容易更直观判断出二者间的关系，故C正确；
D、小车与砝码和砝码盘一起做加速运动，砝码与砝码盘处于失重状态，细线的拉力小于砝码与砝码盘的重力，因此细线对小车的拉力大小小于砝码盘和砝码的总重力大小，故D错误；故选C．
（3）当小车质量远大于砝码与砝码盘质量时可以近似任务小车受到的拉力等于砝码与砝码盘的重力，在探究加速度与力的关系时，若取车的质量M=0.5kg，改变砝码质量m的值，m的取值最不合适的一个是：D、m₄=500g，故选D；
（4）计时器打点的时间间隔为0.02s，每5个点取一个计数点，计数点之间的时间间隔：t=0.02×5=0.1s，
由匀变速直线运动的推论△x=at²可知，加速度：a=$\frac{{x}_{3}-{x}_{1}}{2{t}^{2}}$=$\frac{0.0383-0.0352}{2×0．{1}^{2}}$≈0.16m/s²．
（5）由图丙所示a-F 图象可知，图象在F轴上有截距，当F≠0时a=0，说明小车受到的合力小于拉力，这是由于没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足造成的；
故答案为：（1）A；（2）C；（3）D；（4）0.16；（5）没有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．

点评 本题考查了实验方法、实验注意事项与实验数据处理，理解实验原理、知道实验注意事项是解题的前提，掌握基础知识即可解题；平时要注意基础知识的学习与掌握．