Question

如图1为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板．在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力，小车运动加速度a可用纸带上的点求得．
（1）为了研究加速度跟力和质量的关系，应该采用的研究实验方法是

 

．
A．控制变量法   B．假设法
C．理想实验法   D．图象法
（2）关于该实验，下列说法中不正确的
是

 

．
A．砝码和小桶的总质量要远大于小车的质量
B．为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高
C．电火花计时器使用交流电源
D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持与木板平行
（3）图2是实验中获取的一条纸带的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是计数点，每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图2所示．根据图6中数据可得出表格1中空白处的数据应是

 

．

表格1

计数点	1	2	3	4	5	6
瞬时速度v/（ m?s-1）	0.165	0.215		0.314	0.364	0.413

由纸带求出小车的加速度a=

 

 m/s²  （加速度a保留2位有效数字）
（4）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如表格2．
表格2

次数	1	2	3	4	5
小车的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小车的质量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小车质量的倒数m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用表格2中的数据，在图3所示的坐标纸中作出a与

1

m

关系的图象．（5）上题中该小车受到的拉力F为

 

N．

Answer 1

分析：该实验采用控制变量法，根据实验的原理确定正确的操作步骤以及注意事项．
根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出点3的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出加速度的大小．
根据a与

1

m

关系图线的斜率求出小车受到的拉力．

解答：解：（1）为了研究加速度跟力和质量的关系，要先控制一个量不变，这种方法称为控制变量法．故选：A．
（2）A、在实验中，为了使小车所受的合力等于砝码和小桶的重力，小桶和砝码的总质量应远小于小车的质量．故A错误．
B、为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，使得重力沿斜面的分力等于滑动摩擦力．故B正确．
C、电火花计时器使用交流电源．故C正确．
D．木板D的左端被垫高后，图中细线应保持与木板平行．故D正确．
本题选错误的，故选：A．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得，v3=

x24

2T

=

(2.40+2.88)×10-2

0.2

m/s=0.264m/s．
根据△x=aT²得，运用逐差法得，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与

1

m

图线斜率的物理意义表示小车的拉力，则F=

1.30

2.60

=0.50N．

故答案为：（1）A （2）A
（3）0.264    0.50（或0.49）
（4）如右图所示．

（5）0.50

点评：只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目，才能以不变应万变．会用描点法作图．知道图线斜率表示的物理意义．