Question

如圖1為某同學設計的“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系”實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板．在實驗中細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上的點求得．
（1）為了研究加速度跟力和質量的關系，應該采用的研究實驗方法是

 

．
A．控制變量法   B．假設法
C．理想實驗法   D．圖象法
（2）關于該實驗，下列說法中不正確的
是

 

．
A．砝碼和小桶的總質量要遠大于小車的質量
B．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高
C．電火花計時器使用交流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細線應保持與木板平行
（3）圖2是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖2所示．根據圖6中數據可得出表格1中空白處的數據應是

 

．

表格1

計數點	1	2	3	4	5	6
瞬時速度v/（ m?s-1）	0.165	0.215		0.314	0.364	0.413

由紙帶求出小車的加速度a=

 

 m/s²  （加速度a保留2位有效數字）
（4）在“探究加速度與質量的關系”時，保持砝碼和小桶質量不變，改變小車質量m，分別測得小車的加速度a與對應的質量m數據如表格2．
表格2

次數	1	2	3	4	5
小車的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小車的質量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小車質量的倒數m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用表格2中的數據，在圖3所示的坐標紙中作出a與

1

m

關系的圖象．（5）上題中該小車受到的拉力F為

 

N．

Answer 1

分析：該實驗采用控制變量法，根據實驗的原理確定正確的操作步驟以及注意事項．
根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出點3的瞬時速度，根據連續相等時間內的位移之差是一恒量，運用逐差法求出加速度的大小．
根據a與

1

m

關系圖線的斜率求出小車受到的拉力．

解答：解：（1）為了研究加速度跟力和質量的關系，要先控制一個量不變，這種方法稱為控制變量法．故選：A．
（2）A、在實驗中，為了使小車所受的合力等于砝碼和小桶的重力，小桶和砝碼的總質量應遠小于小車的質量．故A錯誤．
B、為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高，使得重力沿斜面的分力等于滑動摩擦力．故B正確．
C、電火花計時器使用交流電源．故C正確．
D．木板D的左端被墊高后，圖中細線應保持與木板平行．故D正確．
本題選錯誤的，故選：A．
（3）根據某段時間內的平均速度等于中間時刻的瞬時速度得，v3=

x24

2T

=

(2.40+2.88)×10-2

0.2

m/s=0.264m/s．
根據△x=aT²得，運用逐差法得，a=

x36-x03

9T2

=

(2.88+3.39+3.88-1.40-1.89-2.40)×10-2

9×0.01

≈0.50m/s²．
（5）a與

1

m

圖線斜率的物理意義表示小車的拉力，則F=

1.30

2.60

=0.50N．

故答案為：（1）A （2）A
（3）0.264    0.50（或0.49）
（4）如右圖所示．

（5）0.50

點評：只有掌握了實驗原理才能順利解決此類題目，才能以不變應萬變．會用描點法作圖．知道圖線斜率表示的物理意義．