Question

7．在“探究加速度與力、質量的關系”的實驗中，采用如圖1所示的裝置．
（1）本實驗應用的實驗方法是A
A．控制變量法    B．假設法   C．理想實驗法   D．極限法
（2）下列說法中正確的是C
A．在探究加速度與質量的關系時，應改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關系時，應改變小車的質量
C．在探究加速度a與質量m的關系時，為了直觀判斷二者間的關系，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象
D．在本實驗中對小車的質量與砝碼盤和砝碼的總質量之間沒有任何要求
（3）某同學測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質量保持不變）

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/（m•s-2）	0.10	0.20	0.28	0.40	0.52

根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在坐標圖上作出a-F圖象，如圖2所示．
①圖象中圖線與橫坐標軸的交點0.10N是哪個力或哪幾個力的合力的值？重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力
②根據(jù)圖象可以求得進行本實驗時所用小車的質量為1kg．
③根據(jù)圖象中的圖線形狀分析可知，在本實驗中小車的質量遠大于（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）砝碼盤和砝碼的總質量．

Answer 1

分析 （1）由于該實驗涉及的物理量較多，因此該實驗采用的是控制變量法研究加速度、質量、合力三者之間的關系；
（2）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項．
（3）通過描點法作出變量之間的圖象關系，結合物理規(guī)律分析圖線不過原點的原因．a(chǎn)-F圖線斜率表示質量的倒數(shù)，求出實驗中小車的質量；

解答 解：（1）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變量法，故BC錯誤，A正確．
故選A．
（2）A、該實驗采用的是控制變量法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關系，在探究加速度與質量的關系時，應保持拉力的大小不變，故A錯誤；
B、在探究加速度與外力的關系時，應該保持小車的質量不變，故B錯誤；
C、要直觀的反映兩個量之間的關系，可以通過作圖來解決．但是只有作出一條直線，才可以直觀的反映兩個變量之間的關系．在探究加速度a與質量m的關系時，為了直觀判斷二者間的關系，應作出a-$\frac{1}{m}$圖象，故C正確；
D、設小車的質量為M，砝碼盤和砝碼的質量為m，設繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=$\frac{mg}{m+M}$，則繩子的拉力T=Ma=$\frac{M}{M+m}$mg，顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．故D錯誤．
故選：C
（3）①圖象中圖線與橫坐標軸的交點0.10N，即繩子上拉力F≤0.10N時，小車的加速度為零，所以0.10N是重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力．
②根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，所以a-F圖象的斜率表示質量的倒數(shù)，
所以實驗中小車的質量為m=1kg；
③根據(jù)圖象中的圖線形狀分析可知，a-F圖象為一條傾斜的直線，在本實驗中小車的質量遠大于砝碼盤和砝碼的總質量．
故答案為：（1）A   
（2）C
（3）①重力、摩擦力和木板對小車的彈力三者的合力
②1kg
③遠大于

點評 探究加速度與力、質量的關系實驗時，要平衡小車受到的摩擦力，不平衡摩擦力、或平衡摩擦力不夠、或過平衡摩擦力，小車受到的合力不等于鉤碼的重力．