Question

【題目】某同學(xué)利用如圖裝置“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”

⑴本實(shí)驗(yàn)采用的物理思想方法是（_________）

A．等效替代法 B．控制變量法 C．直接比較法 D．理想實(shí)驗(yàn)法

⑵實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量應(yīng)________沙和沙桶的總質(zhì)量（選填“遠(yuǎn)大于”、“遠(yuǎn)小于”或“等于”）;

⑶該同學(xué)實(shí)驗(yàn)中打出如圖2一條紙帶，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s，從比較清晰的點(diǎn)起，每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，量出相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別為：OA=1.20cm，AB=1.50cm，BC=1.80cm，CD=2.10cm，則小車的加速度大小為______m/s2 （保留兩位有效數(shù)字）；

⑷在實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量不變，改變沙和沙桶的總質(zhì)量，測(cè)得沙和沙桶的總重力F和加速度a的數(shù)據(jù)如下表：

F/N	0.15	0.30	0.48	0.62	0.74
a/（ms﹣2）	0.05	0.16	0.30	0.40	0.49

①根據(jù)測(cè)得的數(shù)據(jù)，在圖3中作出 a - F 圖象____；

②根據(jù)圖1可知a – F 圖象未過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的原因可能是_______________；

Answer 1

【答案】B； 遠(yuǎn)大于； 0.30； ； 實(shí)驗(yàn)中未平衡摩擦力(或未完全平衡摩擦力)

【解析】

小車在水平方向上受繩的拉力和摩擦力，想用讓沙和沙桶總質(zhì)量重力表示小車受到的合外力，首先需要平衡摩擦力；其次：設(shè)小車加速度為a，則：繩上的力為F=Ma，對(duì)讓沙和沙桶總質(zhì)量來(lái)說(shuō)：mg-Ma=ma，即：mg=（M+m）a，如果用讓沙和沙桶總質(zhì)量的重力表示小車受到的合外力，則Ma=（M+m）a，必須要滿足讓沙和沙桶總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的總質(zhì)量．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，采用描點(diǎn)法作出a-F圖象。

(1) 探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系即有三個(gè)物理量，所以應(yīng)選用控制變量的方法，故選：B；

(2) 為了用沙和沙桶的重力表示繩上拉力，實(shí)驗(yàn)中小車質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)大于沙和沙桶的總質(zhì)量；

(3) 每5個(gè)點(diǎn)取1個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，所以相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔T=0.1s，

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT2可以求出加速度的大小，

；

(4)①建立坐標(biāo)系a-F，采用描點(diǎn)法，作出a-F圖象如圖

②由圖可知，圖中當(dāng)F≠0時(shí)物體的加速度a=0，即只有當(dāng)F增大到一定值時(shí)物體才開始具有加速度，故在物體保持靜止的時(shí)候其所受的靜摩擦力等于繩子的拉力，所以出現(xiàn)此現(xiàn)象的原因是沒有平衡摩擦力或摩擦力平衡不夠。