Question

3．在“探究加速度与力、质量的关系”实验中
（1）实验台上备有下列器材：
A．电磁打点计时器，纸带及复写纸片；B．附有定滑轮的长木板；C．小车；
D．6V蓄电池 E．弹簧秤F．小桶、细绳、沙子；G．低压交流学生电源；
H．秒表；Ⅰ．天平（附砝码）；J．刻度尺
本实验不需要的器材有：DEH．
（2）按实验要求装置好器材后，应按一定的步骤进行实验，下述操作步骤的安排顺序不尽合理，请将合理的顺序用字母代号填写在横线上：DCEBAF
A、保持重物的质量不变，在小车里加砝码，测出加速度，重复几次
B、保持小车的质量不变，改变重物的质量，测出加速度，重复几次
C、用天平测出小车和重物的质量
D、平衡摩擦力，使小车近似做匀速直线运动
E、挂上重物，接通打点计时器的电源，放开小车，在纸带上打下一系列的点
F、根据测量的数据，分别画出a-F和a-1/M的图线
（3 ）为减小实验误差，要求小车质量M和沙桶及沙的质量m大小关系应满足：M远大于m；并且平衡摩擦力后，再改变小车质量时不需要平衡摩擦力（填“需要”或“不需要”）．
（4）实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A、B、C、D、E、F、G为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔为0.1s，各计数点间距离如图中所示，单位是cm．小车的加速度为1.59m/s²．（保留3位有效数字）

Answer 1

分析 根据实验的具体操作步骤以及所要测量的数据，即可明确所需器材．
实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动，断开电源；选出合适的顺序．
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）由于打点计时器记录通过所打点记录了物体运动时间，因此不需要秒表，
电磁打点计时器需要低压交流电源，而不需要低压直流电源，
实验中不需要测量力的大小，即不需弹簧秤．
故选：DEH
（2）在研究物体的“加速度、合外力和质量”三个物理量的关系时，分别控制一个物理量不变，看另外两个物理量之间的关系，因此采用了“控制变量法”进行研究；
根据实验原理要让重物的重力等于小车所受的合外力，故要先对小车平衡摩擦力-----D，
然后画a-F 和 a-$\frac{1}{M}$的图线时要知道合外力F的值，即重物的重力，和小车的质量，故要测量出小车和重物的质量-----C，
之后利用纸带和打点计时器测量出小车的加速度a的值，用控制变量法，分别多测几组数据-----E，B，A，
最后用图象法处理数据-----F．
故顺序为：DCEBAF．
（3）为保证细绳对小车的拉力近似等于沙桶及沙的重力，应满足小车的质量M＞＞m（m为砂和砂桶的质量），
改变小车的质量，不需要重新平衡摩擦力．
（4）设A到B之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
x₆-x₃=3a₃T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值：
得：a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=$\frac{（0.4065-0.1315）-0.1315}{0.09}$m/s²=1.59 m/s²
故答案为：（1）DEH
（2）DCEBAF
（3）远大于；不需要
（4）1.59

点评 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，其中平衡摩擦力的原因以及做法在实验中应当清楚．