Question

（2007?汕尾模擬）通過(guò)對(duì)影響加速度因素的分析，我們知道，物體的加速度與它受到的力及其物體的質(zhì)量有關(guān)．為了探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，簡(jiǎn)要說(shuō)明設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，如何應(yīng)用控制變量法（1）

保持小車受力不變，改變小車質(zhì)量，研究小車加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系

；（2）

保持小車質(zhì)量不變，改變小車?yán)�力，研究小車加速度與小車受力的關(guān)系

；
直接測(cè)量物體運(yùn)動(dòng)加速度是不容易的，能否用其他容易測(cè)量的物理量來(lái)代替呢？某同學(xué)設(shè)計(jì)了以下實(shí)驗(yàn)方案，研究加速度與力的關(guān)系．
把兩輛質(zhì)量相同的實(shí)驗(yàn)小車并排放在光滑長(zhǎng)木板上，用不同的拉力F₁、F₂牽引兩輛小車，讓它們同時(shí)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，再通過(guò)拴在兩車后面的其它裝置（如細(xì)線控制），控制兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．測(cè)量?jī)尚≤嚨倪\(yùn)動(dòng)位移分別為S₁、S₂．
在忽略實(shí)驗(yàn)誤差的情況下，這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案是否可行？如果可行，請(qǐng)說(shuō)明實(shí)驗(yàn)原理．如果不可行，請(qǐng)說(shuō)明原因．

根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，s=

1

2

at2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，物體運(yùn)動(dòng)的位移與物體運(yùn)動(dòng)的加速度成正比．可以把研究a與F的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為研究s與F的關(guān)系

．

Answer 1

分析：在探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系中，有三個(gè)量，為研究之間的關(guān)系，因此采用控制其中一個(gè)量不變，從而研究其他兩個(gè)量關(guān)系，將此稱之為控制變量法．
由于小車同時(shí)都做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，要知道小車的加速度的大小關(guān)系，因而根據(jù)s=

1

2

at2可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，位移的大小與加速度的大小成正比．

解答：解：在研究物體的“加速度、作用力和質(zhì)量”三個(gè)物理量的關(guān)系時(shí)，由于變量較多，因此采用了“控制變量法”進(jìn)行研究，分別控制一個(gè)物理量不變，看另外兩個(gè)物理量之間的關(guān)系，故：（1）保持小車受力不變，改變小車質(zhì)量，研究小車加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系．
（2）保持小車質(zhì)量不變，改變小車?yán)�力，研究小車加速度與小車受力的關(guān)系．
這實(shí)驗(yàn)方案可行：用不同的拉力F₁、F₂牽引兩輛小車，讓它們同時(shí)由靜止開(kāi)始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，在相同時(shí)間內(nèi)，位移與時(shí)間的平方成正比．
即：根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，s=

1

2

at2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，物體運(yùn)動(dòng)的位移與物體運(yùn)動(dòng)的加速度成正比．可以把研究a與F的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為研究s與F的關(guān)系．
故答案為：（1）保持小車受力不變，改變小車質(zhì)量，研究小車加速度與小車質(zhì)量的關(guān)系．
（2）保持小車質(zhì)量不變，改變小車?yán)�力，研究小車加速度與小車受力的關(guān)系．
這個(gè)實(shí)驗(yàn)方案是可行的．
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式，s=

1

2

at2，運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同，物體運(yùn)動(dòng)的位移與物體運(yùn)動(dòng)的加速度成正比．可以把研究a與F的關(guān)系，轉(zhuǎn)化為研究s與F的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng)：在學(xué)習(xí)物理過(guò)程中掌握各種研究問(wèn)題的方法是很重要的，要了解各種方法在物理中的應(yīng)用．同時(shí)采用位移來(lái)確定加速度的大小時(shí)，注意必須確保時(shí)間相同．