Question

9．圖1為研究加速度和力的關(guān)系的實驗裝置．

（1）在本實驗中，用鉤碼所受的重力大小當做小車所受的合外力，用DIS系統(tǒng)（數(shù)字化實驗系統(tǒng)）測小車的加速度．在改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量中，不需要 （選填“需要”“不需要”）同時在小車上加減砝碼．
（2）根據(jù)在某次實驗中測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線．（如圖2所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比，此圖線的AB段明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是C（選填A(yù)、B、C、D其中一項）
A．小車與軌道之間存在摩擦
B．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
C．所掛鉤碼的總質(zhì)量太大
D．所用小車的質(zhì)量太大
（3）控制變量法是一種實驗研究的方法，某同學(xué)為了探究影響平拋運動水平射程的因素，通過改變拋出點的高度及初速度的方法做了6次實驗，實驗數(shù)據(jù)記錄如表．以下探究方案符合控制變量法的是B．

序號	拋出點的高度（m）	水平初速度（m/s）	水平射程（m）
1	0.20	2.0	0.40
2	0.20	3.0	0.60
3	0.45	2.0	0.60
4	0.45	4.0	1.20
5	0.80	2.0	0.80
6	0.80	6.0	2.40

A．若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號為1、3、5的實驗數(shù)據(jù)
B．若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號為1、3、5的實驗數(shù)據(jù)
C．若探究水平射程與高度的關(guān)系，可用表中序號為2、4、6的實驗數(shù)據(jù)
D．若探究水平射程與初速度的關(guān)系，可用表中序號為2、4、6的實驗數(shù)據(jù)．

Answer 1

分析 ①探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)控制小車的質(zhì)量保持不變；平衡摩擦力后用鉤碼的重力作為小車受到的合力；
②控制實驗所控制的變量，分析圖象，根據(jù)圖象特點得出實驗結(jié)論；根據(jù)實驗注意事項分析圖象偏離直線的原因．
③實驗探究時應(yīng)采用控制變量法進行實驗，即應(yīng)控制其它變量不變，探究其它兩個變量的關(guān)系；

解答 解：（1）探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，用鉤碼所受的重力作為小車所受的合力．
用DIS系統(tǒng)測小車的加速度．在改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量中，不需要同時在小車上加減砝碼．
（2）根據(jù)在某次實驗中測得的多組數(shù)據(jù)可畫出a-F關(guān)系圖線（如圖2所示）．分析此圖線的OA段可得出的實驗結(jié)論是小車的質(zhì)量一定，加速a與合力F成正比．
由于OA段a-F關(guān)系為一傾斜的直線，所以在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比；由實驗原理：mg=Ma
得$a=\frac{mg}{M}$而實際上$a′=\frac{mg}{m+M}$可見A，B段明顯偏離直線是由于沒有滿足M＞＞m造成的，故選項C正確．
（3）A、若探究水平射程與初速度的關(guān)系，應(yīng)控制拋出點的高度高度不變，可用表中序號為1、2的實驗數(shù)據(jù)，故AD錯誤；
B、若探究水平射程與高度的關(guān)系，應(yīng)控制水平初速度不變，可用表中序號為1、3、5的實驗數(shù)據(jù)，故B正確，C錯誤；
故選B
故答案為：（1）合外力    不需要
（2）①在質(zhì)量不變的條件下，加速度與外力成正比．②C
（3）B

點評 本題考查了控制變量法的應(yīng)用、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗誤差分析，實驗誤差分析是本題的難點；應(yīng)知道當砝碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時，可以認為小車受到的拉力等于鉤碼重力．