Question

17．如圖所示是某同學(xué)探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實驗裝置．將一輛小車放在長木板上，小車前端系上細(xì)繩，繩的另一端跨過定滑輪掛一小盤，盤里放適量的砝碼，盤與砝碼的總質(zhì)量為m，車后端連一紙帶，穿過打點(diǎn)計時器限位孔，小車運(yùn)動時帶動紙帶運(yùn)動，通過打點(diǎn)計時器記錄下小車運(yùn)動的情況．
該同學(xué)通過在小車上加減砝碼改變小車的質(zhì)量M，
通過在盤中增減砝碼改變小車所受的合力F，研究紙帶算出小車運(yùn)動的加速度a，幾次實驗數(shù)據(jù)記錄如表：

次	1	2	3	4	5	6	7	8
M/kg	1.00	1.00	1.00	1.00	1.25	1.50	2.00	2.50
F/N	0.25	0.50	0.75	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
a/（m•s-2）	0.25	0.51	0.74	0.99	0.80	0.67	0.50	0.40

（1）在實驗中為了探究小車的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，該同學(xué)采用了先保持小車質(zhì)量M不變，研究另兩個量間的關(guān)系，這種方法叫做控制變量法；
（2）通過表中4-8列數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：力一定的前提下，物體的加速度與質(zhì)量成反比．．
（3）在“探究加速度與力的關(guān)系”時，保持小車的質(zhì)量不變，改變小桶中砝碼的質(zhì)量，該同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作出了加速度a與合力F圖線如圖，該圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)，試分析圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因．
答：未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（4）在驗證加速度與質(zhì)量成反比的實驗中，以下做法正確的是BD．
A、平衡摩擦力時，應(yīng)將重物用細(xì)繩通過定滑輪系在小車上
B．實驗時，先接通電源，待打點(diǎn)穩(wěn)定后，再放開小車
C、“懸掛重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量（含砝碼）”這一條件如不滿足，對驗證過程也不會產(chǎn)生影響
D、如果a-$\frac{1}{m}$圖象是通過原點(diǎn)的一條直線，則說明物體的加速度a與質(zhì)量m成反比．

Answer 1

分析 （1）研究三個變量之間的關(guān)系時，先假定其中一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法．
（2）質(zhì)量一定的前提下，物體的加速度與力成正比；力一定的前提下，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
（3）小車所受拉力力為某個值時，加速度仍然為零，即合外力為0，說明此時外力與摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（4）在該實驗中繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故要平衡摩擦力，平衡摩擦力就是讓小車所受的滑動摩擦力等于小車的重力沿斜面的分力．為節(jié)約紙帶應(yīng)先接通電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開小車．裝砂小桶和砂的質(zhì)量應(yīng)小于小車的質(zhì)量．

解答 解：（1）研究三個變量之間的關(guān)系時，先假定其中一個量不變，研究另外兩個量之間的關(guān)系，這種方法稱為控制變量法．而在本實驗中探究小車的加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系，故先保持小車質(zhì)量M不變，而研究合外力和加速度兩個物理量之間的關(guān)系，故為控制變量法．
（2）根據(jù)控制變量法得到的實驗數(shù)據(jù)，可以得出：力一定的前提下，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
（3）圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)與橫坐標(biāo)有截距說明：小車所受拉力力為某個值時，加速度仍然為零，即合外力為0，說明此時外力與摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（4）A、平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力與摩擦力抵消，認(rèn)為繩子的拉力就等于小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時，細(xì)繩的另一端不能懸掛重物，故A錯誤；
B、由于在剛剛接通電源的瞬間打點(diǎn)計時器打點(diǎn)并不穩(wěn)定，故應(yīng)該先接通打點(diǎn)計時器電源待打點(diǎn)穩(wěn)定后再放開小車，故B正確；
C、實驗要求懸掛重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，只有這樣才能認(rèn)為重物的重力大小等于小車所受的合外力大小，故C錯誤；
D、如果a-$\frac{1}{m}$圖象是通過原點(diǎn)的一條直線，則說明物體的加速度a與質(zhì)量m成反比，故D正確．
故選：BD．
故答案為：（1）控制變量法；（2）力一定，加速度與質(zhì)量成反比；（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠；（4）BD．

點(diǎn)評 只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．