Question

如图1所示是某同学探究加速度与力、质量关系的实验装置．将一辆小车放在光滑的水平板上，小车前端系上细绳，绳的另一端跨过定滑轮挂一小盘，盘里放适量的砝码，盘与砝码的总质量为m，车后端连一纸带，穿过打点计时器限位孔，小车运动时带动纸带运动，通过打点计时器记录下小车运动的情况．该同学通过在小车上加减砝码改变小车的质量M，通过在盘中增减砝码改变小车所受的合力F，研究纸带算出小车运动的加速度a，几次实验数据记录如表：

次	1	2	3	4	5	6	7	8
M/kg	0.50	0.50	0.50	0.50	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）	0.50	1.01	1.50	1.99	0.80	0.67	0.50	0.40

（1）在实验中为了探究小车的加速度与力和质量的关系，该同学采用了先保持小车质量M不变，研究另两个量间的关系，这种方法叫做

 

；
（2）通过表中1-4列数据可得到的结论是：

 

；通过表中4-8列数据可得到的结论是：

 

．
（3）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据后，依照数据正确画出a-F图象如图2示，（小车质量保持不变）图线不过原点的原因可是

 

．

Answer 1

分析：（1）研究三个变量之间的关系时，先假定其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这种方法称为控制变量法．
（2）质量一定的前提下，物体的加速度与力成正比；力一定的前提下，物体的加速度与质量成反比．
（3）小车所受拉力力为某个值时，加速度仍然为零，即合外力为0，说明此时外力与摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

解答：解：（1）研究三个变量之间的关系时，先假定其中一个量不变，研究另外两个量之间的关系，这种方法称为控制变量法．而在本实验中探究小车的加速度与力和质量的关系，故先保持小车质量M不变，而研究合外力和加速度两个物理量之间的关系，故为控制变量法．
（2）根据控制变量法，通过表中1-4列实验数据得质量一定的前提下，物体的加速度与合力成正比．
通过表中4-8列数据得合力一定的前提下，物体的加速度与质量成反比．
（3）图线不通过坐标原点与横坐标有截距说明：小车所受拉力力为某个值时，加速度仍然为零，即合外力为0，说明此时外力与摩擦力平衡，原因是未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．
故答案为：（1）控制变量法；（2）质量一定，加速度与合力成正比；合力一定，加速度与质量成反比；（3）未平衡摩擦力或平衡摩擦力不够．

点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．