Question

17．在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图所示的装置．

（1）本实验应用的实验方法是控制变量法．下列说法中正确的是CD．
A．在探究加速度与质量的关系时，应该改变拉力的大小
B．在探究加速度与外力的关系时，应该改变小车的质量
C．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-$\frac{1}{m}$图象

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

D．当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小
（2）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）
①根据表中的数据在坐标图上作出a-F图象．
②图线不过原点的原因可能是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．

Answer 1

分析 （1）由于该实验涉及的物理量较多，因此该实验采用的是控制变量法研究加速度、质量、合力三者之间的关系；
（2）解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项；
（3）该实验采用的是控制变量法研究，其中加速度、质量、合力三者的测量很重要．
采用描点法作图，绘出一条倾斜的直线．

解答 解：（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法，
A、该实验采用的是控制变量法研究，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，故A错误；
B、在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故B错误；
C、在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应用描点法拟合呈一条倾斜的直线．所以应作出a-$\frac{1}{m}$图象，故C正确．
D、设小车的质量为M，砝码和盘的质量为m，根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，
当m＜＜M时，即当砝码和盘力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．故D正确．
故选CD．
（2）①见下图．

②从上图中发现直线没过原点，当F≤0.1N时，a=0．也就是说当绳子上有拉力时小车的加速度还为0，说明小车的摩擦力与绳子的拉力抵消呢．该同学实验操作中遗漏了平衡摩擦力这个步骤．
所以原因是没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．
故答案为：（1）控制变量法，CD；
（2）①见上图；②没有平衡摩擦力或摩擦力平衡不够．

点评 对于实验我们要清楚每一项操作存在的理由．比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．
解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．