Question

（1）物體的加速度（a）同時跟合外力（F）和質量（M）兩個因素有關．研究這三個物理量之間的定量關系的思想方法是

控制變量法

（“理想實驗法”或“控制變量法”）．
（2）某同學的實驗方案如圖1 所示，她想用沙和桶的總重力表示小車受到的合外力F，為了減小這種做法而帶來的實驗誤差，她先做了兩方面的調整措施：
①用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，目的是

平衡摩擦力

；
②使沙和桶的總質量遠小于小車的質量，目的是使拉小車的力近似等于

沙和桶的總重力

．
（3）該同學利用實驗中打出的紙帶求加速度時，處理方案有兩種：
A．利用公式a=

2x

t2

計算；
B．根據a=

△x

T2

利用逐差法計算．
兩種方案中，你認為選擇方案

B

比較合理．
（4）該同學在“保持小車合外力F不變，探究a與小車質量M的關系”時記錄了實驗數據，并將數據在坐標系中描點，作出a-

1

M

圖象，如圖2所示；圖線與橫軸相交，原因可能是

木板傾角偏小

．

Answer 1

分析：當一個量與多個量有關系時，則可控制某些量不變，去研究另兩個量的關系；再去改變讓其它量不變，則再去研究剩余的兩個量關系，這種思想方法叫做控制變量法．
在實驗中，為了減少這種做法而帶來的實驗誤差，一要排除摩擦力的影響，二要砂桶的重力接近小車所受的合力．
由于做勻變速直線的物體在相等的時間內位移總是相等．所以可借助于a=

△x

T2

，利用逐差法計算加速度大小．

解答：解：（1）研究這三個物理量之間的定量關系的思想方法是控制變量法，先保持M不變，研究a與F的關系；再保持F不變，研究a與M的關系．
（2）①用小木塊將長木板無滑輪的一端墊高，使得重力沿斜面方向的分力等于摩擦力，目的是平衡摩擦力．
②對整體運用牛頓第二定律得，a=

mg

M+m

，則小車的合力F=Ma=

Mmg

m+M

=

mg

m M +1

，當沙和桶的總質量遠小于小車的質量，小車所受的拉力等于沙和沙桶的重力．
（3）由于做勻變速直線的物體在相等的時間內位移總是相等．所以可借助于a=

△x

T2

，利用逐差法計算加速度大小．另一種方案不合理的理由是a方案必須要從初速度為零開始研究．故選：B．
（4）從圖線看出，開始時，小車所受的合力不為零時，加速度仍然為零，可知平衡摩擦力不足，即木板的傾角偏小．
故答案為：（1）控制變量法；（2）①平衡摩擦力；②沙和桶的總重力；（3）B；（4）木板傾角偏小

點評：解決本題的關鍵知道實驗的原理以及實驗中的注意事項，在本實驗中，知道兩個認為：1、認為小車所受的合力等于繩子的拉力；2、認為沙和沙桶的總重力等于小車所受的合力．