Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗中，采用如圖1所示的裝置．

（1）下列說法中正確的是

 

．
A．在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)改變拉力的大小
B．在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)該改變小車的質(zhì)量
C．在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-

1

m

圖象
D．當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)小于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大小
（2）某同學(xué)測得小車的加速度a和拉力F的數(shù)據(jù)如表所示：（小車質(zhì)量保持不變）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)在圖2坐標(biāo)圖上作出a-F圖象．

F/N	0.20	0.30	0.40	0.50	0.60
a/m?s-2	0.10	0.23	0.27	0.40	0.49

（3）該圖線不通過坐標(biāo)原點的原因可能是

 

．
（4）圖3為某同學(xué)在實驗中獲得的一條紙帶，選出1、2、3、4、5共5個連續(xù)的記數(shù)點，已測得x₁=1.45cm，x₂=2.45cm，x₃=3.55cm，x₄=4.55cm．則相鄰兩個記數(shù)點間的時間間隔是

 

s，小車在打點計時器打出第3個計數(shù)點時的瞬時速度是

 

m/s，小車的加速度是

 

m/s²．

Answer 1

分析：（1）在實驗中，采用控制變量法，先控制小車的質(zhì)量不變，研究加速度和外力的關(guān)系；再控制小車所受的合力不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．在實驗中，當(dāng)砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時，細(xì)線的拉力可以認(rèn)為等于砝碼盤和砝碼的總重力．
（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出a-F圖線．
（3）根據(jù)合力不為零，加速度為零，判斷圖線不過坐標(biāo)原點的原因．
（4）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出計數(shù)點3的瞬時速度，根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，運用逐差法求出小車的加速度．

解答：解：（1）A、在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持拉力的大小不變．故A錯誤．
B、在探究加速度與外力的關(guān)系時，應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變．故B錯誤．
C、在探究加速度a與質(zhì)量m的關(guān)系時，為了直觀判斷二者間的關(guān)系，應(yīng)作出a-

1

m

圖象．故C正確．
D、對整體運用牛頓第二定律得，a=

mg

M+m

，則小車所受的拉力F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)小于砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于砝碼盤和砝碼的總重力大�。�故D正確．
故選：CD．
（2）根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)作出a-F圖線，如圖所示．
（3）從圖線可以看出，F(xiàn)不為零時，加速度仍然為零，可知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．
（4）因為打點時間間隔為0.02s，相鄰計數(shù)點間有五個間隔，則相鄰兩個記數(shù)點間的時間間隔是0.1s．
小車在打點計時器打出第3個計數(shù)點時的瞬時速度v3=

x2+x3

2T

=

(2.45+3.55)×10-2

0.2

m/s=0.30m/s．
根據(jù)△x=aT²，運用逐差法得，a=

x3+x4-x1-x2

4T2

=

(3.55+4.55-1.45-2.45)×10-2

4×0.01

=1.05m/s²．
故答案為：（1）CD            （2）如圖所示

（3）未平衡摩擦或平衡摩擦不夠
（4）0.1s    0.30m/s    1.05m/s²

點評：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項，然后熟練應(yīng)用物理規(guī)律來解決實驗問題．本題還需掌握紙帶的處理方法，會通過紙帶求解瞬時速度和加速度．