Question

9．“探究加速度与力的关系”的实验装置如图甲所示：
（1）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小（选填“小”或“大”）得多．
（2）图乙为某同学在实验中打出的一条纸带，计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点．为了由v-t 图象求出小车的加速度，他量出相邻两计数点间的距离，分别求出打各计数点时小车的速度．其中打计数点3 时小车的速度为0.46 m/s，小车的加速度为1.20m/s² （小数点后保留2位）．    

（3）某组同学实验得出数据，画出a-F图象如图丙所示，那么该组同学实验中出现的问题可能是B
A．实验中摩擦力没有平衡
B．实验中摩擦力平衡过度
C．实验中绳子拉力方向没有跟平板平行
D．实验中小车质量发生变化
（4）本实验所采用的方法是控制变量法．

Answer 1

分析 （1）当盘与砝码质量远小于小车质量时可以近似认为盘与砝码对小车的拉力等于其重力；
（2）根据题意求出计数点间的时间间隔；由匀变速直线运动的推论求出瞬时速度，加速度我们可由匀变速直线运动的推论：△x=at²求解；
（3）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；
（4）本实验所采用的方法是控制变量法．

解答 解：（1）当盘与砝码质量远小于小车质量时可以近似认为盘与砝码对小车的拉力等于其重力，为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小得多．
（2）计时器打点的时间间隔为0.02s．他从比较清晰的点起，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为：t=0.02×5=0.1s；
由匀变速直线运动的推论可知，打计数点3时小车的速度为：v₃=$\frac{{x}_{24}}{2t}=\frac{0.0400+0.0519}{0.2}$=0.46m/s
根据纸带的数据得相邻的相等的时间间隔位移之差几乎相等，所以小车做的为匀加速直线运动．
设0到1之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
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：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值，得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）
即：a=$\frac{0.04+0.0519-0.016-0.0281}{0.04}$m/s²=1.20m/s²
（3）当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大．故B正确．
故选：B
（4）本实验所采用的方法是控制变量法．
故答案为：（1）小；（2）0.46、1.20；（3）B；（4）控制变量法

点评 本题考查了实验注意事项、实验数据处理，掌握原理与实验注意事项即可正确解题；求瞬时速度时要注意匀变速运动推论的应用：做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，同时掌握求加速度的方法．