Question

15．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)時(shí)：
（1）我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個(gè)因素有關(guān)．要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的基本思路是控制m一定，a與F關(guān)系；控制F，研究a與m的關(guān)系；．

（2）某同學(xué)的實(shí)驗(yàn)方案如圖1所示，她想用砂和砂桶的重力表示小車受到的合外力，為了減少這種做法而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，你認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是：
a．平衡摩擦力；
b．砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)．
（3）該同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶求加速度時(shí)，處理方案有兩種：
A、利用公式a=$\frac{2s}{{t}^{2}}$計(jì)算；B、根據(jù)a=$\frac{△s}{{T}^{2}}$利用逐差法計(jì)算．
兩種方案中，你認(rèn)為選擇方案B比較合理．

砂和砂桶總重力F（N）	0.196	0.392	0.588	0.784	0.980
加速度a（m•s-2）	0.69	1.18	1.66	2.18	2.70

（4）該同學(xué)平衡摩擦力后，將5個(gè)相同的砝碼都放在小車上．掛上砝碼盤，然后每次從小車上取一個(gè)砝碼添加到砝碼盤中，測(cè)量小車的加速度．小車的加速度a與砝碼盤中砝碼總重力F的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如上表，請(qǐng)你根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)在上面的坐標(biāo)系中做出a-F圖象；
（5）根據(jù)該同學(xué)提供的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)在圖2中作出的a-F圖線不通過原點(diǎn)，請(qǐng)說明主要原因：分析拉力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力．

Answer 1

分析 （1）要研究物體的加速度（a）跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個(gè)因素的關(guān)系，可采用控制變量法．
（2）小車運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)受到摩擦力，可平衡摩擦力，并且滿足砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．
（3）由于做勻變速直線的物體在相等的時(shí)間內(nèi)位移總是相等．所以可借助于a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$，利用逐差法計(jì)算加速度大�。�
（4）根據(jù)圖中的數(shù)據(jù)，合理的設(shè)計(jì)橫縱坐標(biāo)的刻度值，據(jù)數(shù)據(jù)確定個(gè)點(diǎn)的位置，將個(gè)點(diǎn)用一條直線連起來，延長交與坐標(biāo)軸某一點(diǎn)；
（5）根據(jù)圖象的性質(zhì)進(jìn)行分析，再根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理即可明確不過原點(diǎn)的基本原因．

解答 解：（1）要研究物體的加速度（a）跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個(gè)因素的關(guān)系，可采用控制變量法，即控制m一定，a與F關(guān)系；控制F，研究a與m的關(guān)系；
（2）想用砂和砂桶的重力表示小車受到的合外力，為了減少這種做法而帶來的實(shí)驗(yàn)誤差，在實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)該采取的兩項(xiàng)措施是：
a、平衡摩擦力，使得小車的合外力等于繩子的拉力；  
b、砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這樣繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．
（3）由于做勻變速直線的物體在相等的時(shí)間內(nèi)位移總是相等．所以可借助于a=$\frac{△x}{{T}_{\;}^{2}}$，利用逐差法計(jì)算加速度大�。�另一種方案不合理的理由是a方案必須要從初速度為零開始研究．故選：B．
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)，利用描點(diǎn)法作出a-F的關(guān)系圖象如圖所示．

（5）由圖可知，a-F圖線中當(dāng)所加外力為零時(shí)，小車已有加速度，則說明在分析拉力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力．
故答案為：（1）控制m一定，a與F關(guān)系；控制F，研究a與m的關(guān)系；    （2）a、平衡摩擦力； b、砂和砂桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
 （3）B      （4）如圖所示；       （5）分析拉力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力

點(diǎn)評(píng) 本題考查探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，對(duì)于實(shí)驗(yàn)問題需要結(jié)合物理規(guī)律去解決．處理圖象問題要注意圖線的斜率、交點(diǎn)、拐點(diǎn)、面積等意義，能正確理解這些量的意義則很多問題將會(huì)迎刃而解．該題是考查基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)知識(shí)的好題．要理解并掌握平衡摩擦力的作用和方法．