Question

【题目】在力学实验中，我们可以用如图实验装置完成“探究小车速度随时间的变化规律”、“探究加速度与力、质量的关系”的实验，还可以用此装置进行“验证动能定理”的实验。根据实验目的与实验原理，不同的实验有着不同的实验要求与不同的实验方法。

(1)用该装置完成下列实验，并达成实验目的，需要打出清晰的纸带条数____；

A．探究小车速度随时间的变化规律，需要一条

B．探究物体的加速度与力、质量关系，需要两条

C．验证动能定理，需要三条

D．上面三种说明均不对

(2)如果用此装置验证动能定理，即研究钩码在下降过程中，钩码的重力所做的功是否等于钩码与小车动能的增加量，则在此实验中，是否要求钩码的质量远小于小车的质量？_____（填“是”与“否”）；是否需要平衡小车与木板之间的摩擦？______（填“是”与“否”）；在实验中，除要测量纸带中各计数点之间的距离，是否需要测量小车与钩码的质量_____（填“需要”或“不需要”）；

(3)如果某同学用此装置探究加速度与外力关系，用钩码的重力作为小车产生加速度的动力，并得到了如图所示加速度—力的图象。从探究的角度，根据此图象是否可以得出“加速度正比与外力”的结论？______（填“可以”与“不可以”）；从理论上我们知道，物体的加速度正比与外力，请分析出现此图象的可能原因_____，改进实验的方法有_____。

Answer 1

【答案】A 否 是 需要 不可以 未满足小车质量远大于砝码质量 增加小车的质量/减小钩码的质量/以小车和钩码的整体为研究对象

【解析】

(1)［1］用该装置完成下列实验，并达成实验目的，需要打出清晰纸带的条数；

AD．探究小车速度随时间变化的规律，选一条清晰的纸带就可以了，计算出纸带上有关计数点的速度，比较各点速度与时间的变化规律即可，A正确，D错误；

B．探究物体的加速度与力、质量关系的实验中，采用控制变量法，即先确定力或质量当中一个量不变，再探究加速度与质量或力的关系，每次一个量不变时，探究其它两个量的变化关系，需要打出多条纸带，B错误；

C．验证动能定理，是探究功与动能变化量的关系，所以需要一条清晰的纸带，C错误。

故选A。

(2)［2］如果用此装置验证动能定理，钩码下降过程中，钩码的重力所做的功不等于钩码与小车动能的增加量，因为没有平衡摩擦力，在此实验中，不要求钩码的质量远小于小车的质量，因为计算的是钩码的重力对钩码和小车做功；

［3］因为探究的是钩码重力做功与钩码和小车动能的增加量关系，所以需要平衡小车与木板间的摩擦；

［4］在实验中，除要测量纸带中各计数点间的距离，还需要测量小车与钩码的质量，因为需要计算小车与钩码的动能。

(3)［5］如果用此装置探究加速度与外力的关系，用钩码的重力作为小车产生加速度的动力，根据加速度—力的图像不可以得出“加速度正比于外力”的结论；

［6］由加速度—力的图像可看出，当力增大到一定数值时再增大，加速度与力不在是线性变化关系，原因是有可能是钩码的质量偏大，未满足小车质量远大于钩码的质量造成的；

［7］改进实验的办法是增加小车的质量或者减小钩码的质量，或者以小车和钩码的整体为研究对象，