Question

【題目】某同學通過如圖1所示的裝置進行“探究加速度與力、質量的關系”的實驗．

（1）本實驗所采用的科學方法是： ．
A.理想實驗法
B.等效替代法
C.控制變量法
D.建立物理模型法
（2）為了減小誤差，鉤碼的質量m應小車的質量M（填“遠大于”、“遠小于”或“等于”）；每次改變小車質量（或鉤碼質量）時，（填“需要”或“不需要”）重新平衡摩擦力．
（3）在保持小車的質量M一定時，探究加速度與所受合力的關系時，由于操作不當，該同學得到的a﹣F關系如圖2所示，則其原因可能是 ．

（4）圖3為某次實驗得到的紙帶，打點計時器的頻率為50Hz，紙帶上相鄰計數點間有4個點未畫出，則小車的加速度大小為m/s2 ．

Answer 1

【答案】
（1）C
（2）遠小于,不需要
（3）平衡摩擦力過度
（4）0.64
【解析】解：（1）在“探究牛頓第二定律”的實驗時，有三個獨立變量，質量、合力、加速度；先控制質量m一定，研究加速度a與合力F的關系；再控制合力F一定，研究加速度a與質量m的關系；即控制變量法，故選：C（2）在驗證牛頓第二定律的實驗中，認為沙和沙桶的重力為拉小車運動的合力，故應該滿足沙和沙桶總質量m遠小于小車及其上砝碼總質量M，即m＜＜M；

平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力，改變小車的質量時，不需要重新平衡摩擦力．（3）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，即平衡摩擦力時，長木板的傾角過大了或平衡摩擦力過度（4）由于每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，

根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，結合作差法，

則加速度的大小，得 = =

故答案為：（1）C （2）遠小于 不需要 （3）平衡摩擦力過度 （4）0.64

（1）探究加速度、力與質量關系的實驗采用的研究方法是控制變量法（2）探究加速度與力的關系實驗時，需要平衡摩擦力，平衡摩擦力時，要求小車在無動力的情況下平衡摩擦力，不需要掛任何東西．平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力．（3）圖2中圖象與縱軸的截距大于0，說明在拉力等于0時，就已經有加速度；（4）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT2，結合作差法，可以求出加速度的大小，從而即可求解．