Question

在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，我们用实验研究了小车（如图1）“在质量一定的情况下，加速度和作用力的关系”；又研究了“在作用力一定的情况下，加速度和质量之间的关系”．

（1）这种研究物理问题的科学方法是

B

A．建立理想模型的方法    B．控制变量法    C．等效替代法    D．类比法
（2）研究作用力一定时加速度与质量成反比的结论时，下列说法中正确的是

D

A．平衡摩擦力时，应将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车质量时，都要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器的电源
D．在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（3）实验中得到一条纸带，如图2所示，从比较清晰的点起，每5个计时点取一个计数点，分别标明0、l、2、3、4…，量得0与 1两点间距离x₁=30mm，1与2两点间距离x₂=36mm，2与3两点间距离x₃=42mm，3与4两点间的距离x₄=48mm，则小车在打计数点2时的瞬时速度为

0.39

 m/s，小车的加速度计算表达式为

0.6m/s²

．
（4）该同学通过数据的处理作出了a-F图象，如图3所示，则图中的不过原点的原因是

平衡摩擦力过度

．

Answer 1

分析：本实验需探究加速度与两个物理量的关系，故需先控制一个量不变，这种科学方法是控制变量法．通过实验的原理，以及具体操作步骤和注意事项确定操作的正误．
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小车在打计数点2的瞬时速度．根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出加速度的表达式．
当拉力为零时，物体已具有加速度，可知木板的倾角过大，即平衡摩擦力过度．

解答：解：（1）本实验探究一个物理量与另外两个物理量的关系，需采用控制变量法进行研究．
（2）A、平衡摩擦力时，将小车所受的阻力和纸带所受的阻力平衡掉，不需将装砂的小桶用细绳通过定滑轮系在小车上．故A错误．
B、改变小车质量时，不需重新平衡摩擦力．故B错误．
C、实验时，应先接通打点计时器，再释放小车．故C错误．
D、在小车中增减砝码，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量，保证砂和小桶的总重力近似等于小车所受的合力．故D正确．
故选D．
（3）计数点2的瞬时速度等于1、3间的平均速度，即v2=

x2+x3

2T

=

0.036+0.042

0.2

m/s=0.39m/s．因为连续相等时间内的位移之差是一恒量，根据△x=aT²得，a=

△x

T2

=

6×10-3

0.01

m/s2=0.6m/s2．
（4）当拉力为零时，物体已具有加速度，可知木板的倾角过大，即平衡摩擦力过度．
故答案为：B，D，0.39，0.6，平衡摩擦力过度．

点评：解决本题的关键掌握该实验的原理，操作步骤，以及在实验中的注意事项．知道纸带处理的方法，掌握如何求解瞬时速度和加速度．