Question

（1）甲同学采用如图1所示的装置验证规律：“物体所受合力一定，其加速度与质量成反比”．实验时，打点计时器接在频率为50Hz的交流电源上．平衡好摩擦力后开始实验．

①该实验要保持配重物体（包括托盘）的重力不变，这种物理方法属于______
A．控制变量法   B．微元法   C．理想化方法    D．极限法
②图2为某次实验得到的纸带，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．计数点F到计数点O之间的距离为______ cm，相邻计数点之间的时间间隔为T=______s，打点计时器打C点时，小车的速度为______m/s；（小车的速度，结果保留二位有效数字）
③为了测量此次小车运动的加速度a，下面给出的几个计算加速度a的关系式中正确的是______
A.   B.
C.   D.
④图3中她已把实验结果标在坐标系中，请根据她的实验结果，求出该实验配重物体（包括托盘）的质量m=______（取重力加速度g=10m/s²，计算结果保留两位有效数字）
（2）乙同学利用图1的装置验证规律：“物体的质量一定，其加速度与合力成正比”．
①为了消除小车与水平木板之间摩擦力的影响，将不带滑轮的木板一端适当垫高，下面能够使垫高“适当”的是______．
A．使小车在配重拉动下恰好做匀速运动
B．使小车在配重拉动下恰好做匀加速运动
C．在不挂配重的情况下使小车恰好做匀速运动
D．在不挂配重的情况下使小车恰好做匀加速运动
②乙同学保持小车质量不变，改变配重（包括托盘）的重力G，测出小车相应的加速度a后，做出a-G图象如图4所示，已知三个坐标值a、a₁、G₁，则下列判断中正确的是______．
A．图象不过坐标原点，是由于垫高过大
B．图象不过坐标原点，是配重（包括托盘）的重力G过大
C．小车加速度a₁可能是12m/s²
D．可以求出小车的质量．

Answer 1

【答案】分析：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项．根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上记数点时的瞬时速度大小，根据△x=aT²求加速度．
解答：解：（1）①该实验要保持配重物体（包括托盘）的重力不变，这种物理方法属于控制变量法，故选A．
②图2为某次实验得到的纸带，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出．计数点F到计数点O之间的距离为9.40 cm，相邻计数点之间还有4个计时点没有标出，
相邻计数点之间的时间间隔为T=0.1s
中间时刻的瞬时速度等于该过程中的平均速度：
v_C==0.16m/s
③根据△x=aT²得
A、，故A错误
B.故B正确
C.   故C正确
D. 故D正确
故选BCD．
④根据F=Ma得
a=，所以a-的图象的斜率k=F
根据图象解得F=4.5N
根据实验原理，小车的合力就是配重物体（包括托盘）的重力，即m=4.5×10^-2㎏
（2）①将不带滑轮的木板一端适当垫高，在不挂钩码的情况下使小车恰好做匀速运动，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车的合力就是绳子的拉力．故选C．
②A、图中没有拉力时就产生了加速度，说明平衡摩擦力时木板倾角过大．即垫高过大，故A正确，B错误
C、以整体为研究对象有mg=（m+M）a
a=＜g，故C错误
D、根据a=?F
所以a-G图象的斜率就是小车的质量的倒数，故D正确
故选AD．
故答案为：（1）①A  ②9.40，0.1，0.16③BCD，④4.5×10^-2㎏（4.3×10^-2㎏～4.7×10^-2㎏均给分）
（2）①C ②AD
点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．