Question

實驗室給同學(xué)們提供了如下實驗器材：滑輪小車、小木塊、長木板、秒表、砝碼、彈簧秤、直尺，要求同學(xué)們用它們來粗略驗證牛頓第二定律．
（1）實驗中因涉及的物理量較多，須采用控制變量的方法來完成該實驗，即：先保持______不變，驗證物體______越小加速度越大；再保持______不變，驗證物體______越大，加速度越大．
（2）某同學(xué)的做法是：將長木板的一端放在小木塊上構(gòu)成一斜面，用小木塊改變斜面的傾角，保持滑輪小車的質(zhì)量不變，讓小車沿不同傾角的斜面由頂端無初速釋放，用秒表記錄小車滑到斜面底端的時間．試回答下列問題：
①改變斜面傾角的目的是：______；
②用秒表記錄小車下滑相同距離（從斜面頂端到底端）所花的時間，而不是記錄下滑相同時間所對應(yīng)的下滑距離，這樣做的好處是：______．
（3）如果要較準確地驗證牛頓第二定律，則需利用打點計時器來記錄滑輪小車的運動情況．某同學(xué)得到一條用打點計時器打下的紙帶，并在其上取了O、A、B、C、D、E、F共7個記數(shù)點（圖中每相鄰兩個記數(shù)點間還有4個打點計時器打下的點未畫出），打點計時器接的是50Hz的低壓交流電源．他將一把毫米刻度尺放在紙上，其零刻度和記數(shù)點O對齊．

①（3分）下表是某同學(xué)從刻度尺上直接讀取數(shù)據(jù)的記錄表，其中最后兩欄他未完成，請你幫他完成．

線段	OA	…	…	…
數(shù)據(jù)（cm）	…	…	…	…

②由以上數(shù)據(jù)可計算出打點計時器在打A．B．C．D．E各點時物體的瞬時速度，其中打E點時的速度v_E是______m/s（取三位有效數(shù)字）．
③如某同學(xué)已求得A、B、C、D四點的瞬時速度分別為0.076m/s、0.119m/s、0.162m/s、0.204m/s．試根據(jù)以上數(shù)據(jù)和你求得的E點速度在下面所給的坐標中，作出v-t圖象．要求標明坐標及其單位，坐標的標度值（即以多少小格為一個單位）大小要取得合適，使作圖和讀數(shù)方便，并盡量充分利用坐標紙．從圖象中求得物體的加速度a=______m/s²（取兩位有效數(shù)字）．

Answer 1

【答案】分析：驗證牛頓第二定律實驗需要應(yīng)用控制變量法，改變木板的傾角可以改變小車受到的合力；用秒表記錄小車在相同位移內(nèi)的運動時間便于實驗操作；做勻變速運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度；根據(jù)v-t圖象的斜率求出小車的加速度．
解答：解：（1）實驗中因涉及的物理量較多，必須采用控制變量法來完成該實驗．
實驗中因涉及的物理量較多，須采用控制變量的方法來完成該實驗，即：先保持合外力不變，驗證物體質(zhì)量越小加速度越大；再保持質(zhì)量不變，驗證物體所受合外力越大，加速度越大．
（2）①改變斜面傾角可以改變小車所受到的合外力．
②用停表記錄小車下滑相同距離（從斜面頂端到底端）所經(jīng)歷的時間，便于實驗操作，較難記錄下滑相同時間所對應(yīng)的下滑距離
（3））①表一

線段	OA	…	…	…	OE	OF
數(shù)據(jù)（cm）	…	…	…	…	7.00	9.40

表二

線段	OA	…	…	…	DE	EF
數(shù)據(jù)（cm）	…	…	…	…	2.25	2.40

②計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s；打E點時的速度v_E==0.230m/s，
③作出v-t圖象．


根據(jù)圖象的斜率得出小車的加速度a==0.42m/s²；
故答案為：（1）合外力，質(zhì)量；質(zhì)量，所受合外力．
（2）①改變小車所受的合外力；②記錄更準確）
（3）①表一

線段	OA	…	…	…	OE	OF
數(shù)據(jù)（cm）	…	…	…	…	7.00	9.40

表二

線段	OA	…	…	…	DE	EF
數(shù)據(jù)（cm）	…	…	…	…	2.25	2.40

②0.230
③如圖，0.42
點評：本題考查對刻度尺的規(guī)范讀數(shù)以及包括圖象法在內(nèi)的多種數(shù)據(jù)處理方法的掌握情況；
考查學(xué)生的實驗設(shè)計以及對已有的實驗設(shè)計的理解能力與水平以及實驗探究能力．