題目內容

【題目】探究加速度與力、質量的關系的實驗中,采用下圖所示的裝置.

(1)本實驗應用的實驗方法是 _________

A.控制變量法       B.假設法

C.理想實驗法       D.等效替代法

(2)下列說法中正確的是 _________

A.平衡摩擦力時,應將盤及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上

B.每次改變小車的質量時,不需要重新平衡摩擦力

C.實驗時,先放開小車,再接通打點計時器電源

D.小車運動的加速度可用天平測出砝碼質量m以及小車質量M,直接用公式amg/M求出

(3)該同學在實驗中保持拉力不變,得到了小車加速度a隨質量M變化的一組數據,為了能直觀反映出加速度與質量關系,最好作a=______ (選填“M”)的圖像。

(4)在探究加速度與力的關系時,保持小車的質量不變,改變小桶中砝碼的質量,該同學根據實驗數據作出了加速度a與合力F圖線如圖所示,該圖線不通過坐標原點的原因:_______________.圖線中斜率的倒數的物理含義是 ____________________。

【答案】(1)A; (2)B; (3)1/M; (4)平衡摩擦力過度; 小車的質量

【解析】

(1)加速度與物體質量、物體受到的合力有關,在探究加速度與物體質量、受力關系的實驗中,應該使用控制變量法。

(2)當盤及盤中砝碼的總質量遠小于小車及砝碼總質量時,可以認為小車受到的拉力等于盤及砝碼的重力。平衡摩擦力時,不能掛盤;實驗過程中,應保證繩和紙帶與木板平行;小車的加速度應由紙帶求出。

(3)根據牛頓第二定律可知,加速度和質量成反比,故應該做a-1/M圖象;

(4)實驗時應平衡摩擦力,沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,a-F圖象在F軸上有截距;平衡摩擦力過度,在a-F圖象的a軸上有截距。

(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,故選A。

(2)平衡摩擦力時,不能將及盤中的砝碼用細繩通過定滑輪系在小車上。故A錯誤。改變小車質量時,不需要重新平衡摩擦力。故B正確。實驗時,先接通電源,再釋放小車。故C錯誤。小車運動的加速度通過紙帶求出,不能通過a=mg/M求出。故D錯誤。故選B。
(3)在合外力保持不變時,物體的加速度與物體的質量成反比,故作出加速度與小車質量倒數的關系圖象,a-1/M圖像;
(4)當F=0時,a≠0.也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度,該同學實驗操作中平衡摩擦力過大,即傾角過大;a=F/M可知圖線中斜率的倒數的物理含義是小車的質量。

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