Question

4．某同學(xué)采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”．
（1）加速度既與力有關(guān)，又與質(zhì)量有關(guān)，故探究加速度與力、質(zhì)量關(guān)系的過(guò)程中應(yīng)采取的實(shí)驗(yàn)方法為控制變量法
（2）請(qǐng)指出該裝置中的不當(dāng)之處：電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（要求寫出2條即可）
（3）在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，為保證小車所受的合外力近似等于沙桶和沙子的重力，則沙桶和沙子的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于（填“遠(yuǎn)大于”或“遠(yuǎn)小于”）小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）當(dāng)一個(gè)量與多個(gè)量有關(guān)系時(shí)，則可控制某些量不變，去研究另兩個(gè)量的關(guān)系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個(gè)量關(guān)系，例如：先保持M不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與M的關(guān)系；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（3）在砂桶質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況下，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂桶受到的重力．

解答 解：（1）我們已經(jīng)知道，物體的加速度（a）同時(shí)跟合外力（F）和質(zhì)量（m）兩個(gè)因素有關(guān)．要研究這三個(gè)物理量之間的定量關(guān)系的基本思路是運(yùn)用控制變量法，即先保持m不變，研究a與F的關(guān)系；再保持F不變，研究a與m的關(guān)系；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器
（3）以沙桶為研究對(duì)象，設(shè)沙桶質(zhì)量為m，繩子上拉力為F，則有：mg-F=ma；
以小車為研究對(duì)象，設(shè)小車質(zhì)量為M，則有：F=Ma
由以上兩式得：F=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，小車的合力近似等于沙桶的重力mg，即沙筒和筒中沙的總質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．
故答案為：（1）控制變量法；
（2）電源應(yīng)用交流低壓電源、應(yīng)平衡摩擦力、放開小車前小車應(yīng)靠近打點(diǎn)計(jì)時(shí)器；
（3）遠(yuǎn)小于

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查了探究“加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系的實(shí)驗(yàn)”．實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過(guò)程，對(duì)于系統(tǒng)我們要考慮全面，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提．