Question

（1）在“研究匀变速直线运动的规律”实验中，小车拖纸带运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，从中确定六个记数点，每相邻两个记数点间的时间间隔是0.1s，用米尺测量出的数据如图所示． 则小车在D点的速度V_D=

0.71

 m/s，小车运动的加速度a=

2.0

m/s²．

（2）在“验证力的平行四边形法则”实验中，某同学的实验结果如图1，其中A为固定橡皮条的图钉，o为橡皮条与细绳结点的位置．图中

F

是F₁与F₂的合力的理论值；

F′

是力F₁与F₂合力的实验值．通过把

F

和

F′

进行比较，验证平行四边形法则．

（3）某组同学用如图2所示的实验装置做“探究加速度与力、质量的关系”的实验．
①在探究加速度与力的关系过程中应保持

小车质量

不变，用砝码和盘的重力作为小车所受外力，利用纸带算出小车的加速度，改变所挂钩码的数量，多次重复测量，进而研究加速度和力的关系．这种研究方法是采用

控制变量法

．
②实验过程中，难以直接得到小车受到的牵引力，所以将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力，那么，可以“将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力”
的条件是

砝码和盘的质量远小于小车的质量

③利用上装置做“验证牛顿第二定律”的实验时：
甲同学根据实验数据画出的小车的加速度a和小车所受拉力F的图象为图3所示中的直线Ⅰ，乙同学画出的图象为图中的直线Ⅱ，直线Ⅰ、Ⅱ在纵轴或横轴上的截距较大．明显超出了误差范围，下面给出了关于形成这种情况原因的四种解释，其中可能正确的是

BC

 
（A）实验前甲同学没有平衡摩擦力
（B）甲同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了
（C）实验前乙同学没有平衡摩擦力
（D）乙同学在平衡摩擦力时，把长木板的末端抬得过高了．

Answer 1

分析：（1）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出D点的瞬时速度．根据连续相等时间内位移之差为一恒量，求出小车的加速度．
（2）用力的图示画出这三个力，用平行四边形做出两个力的合力的理论值，和那一个力（实际值）进行比较．用平行四边形画出来的是理论值，和橡皮筋同线的那个是实际值．
（3）“探究加速度与力、质量的关系”的实验，运用控制变量法探究加速度与力和质量的关系．根据牛顿第二定律分析“将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力”的条件．根据原理分析图线不经过原点的原因．

解答：解：（1）D点的瞬时速度vD=

xCE

2T

=

(8.10+6.10)×10-2

2×0.1

m/s=0.71m/s．根据△x=aT²得，a=

△x

T2

=

0.02

0.01

m/s2=2.0m/s2．
（2）用平行四边形画出来的是理论值，所以理论值为F，和橡皮筋同线的那个是实际值，所以实际值为F′．通过比较F、F′，验证平行四边形定则．
（3）①在探究加速度与力的关系过程中应保持小车的质量不变，这种研究方法称为控制变量法．
②根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma      对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，当M＞＞m时，即当砝码和盘的质量远小于小车的质量，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．
③甲同学测量的图线发现，当拉力为零时，加速度不为零，知平衡摩擦力过度，即长木板的末端抬得过高了．
乙同学测量的图线发现，当拉力不为零时，加速度仍然为零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．故B、C正确，A、D错误．
故选BC．
故答案为：（1）V_D=0.71m/s，a=2.0m/s²
（2）F，F′，F，F′
（3）①小车的质量不变，控制变量法
②砝码和盘的质量远小于小车的质量
③BC

点评：教科书本上的实验，我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚．