题目内容

如图1为某同学设计的“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”实验装置简图,A为小车,B为电火花计时器,C为装有砝码的小桶,D为一端带有定滑轮的长方形木板.在实验中细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重力,小车运动加速度a可用纸带上的点求得.
(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,应该采用的研究实验方法是
 

A.控制变量法   B.假设法
C.理想实验法   D.图象法
(2)关于该实验,下列说法中不正确的
 

A.砝码和小桶的总质量要远大于小车的质量
B.为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高
C.电火花计时器使用交流电源
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板平行
(3)图2是实验中获取的一条纸带的一部分:0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.根据图6中数据可得出表格1中空白处的数据应是
 

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表格1
计数点 1 2 3 4 5 6
瞬时速度v/( m?s-1 0.165 0.215 0.314 0.364 0.413
由纸带求出小车的加速度a=
 
 m/s2  (加速度a保留2位有效数字)
(4)在“探究加速度与质量的关系”时,保持砝码和小桶质量不变,改变小车质量m,分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如表格2.
表格2
次数 1 2 3 4 5
小车的加速度a/( m?s-2 1.25 1.00 0.80 0.50 0.40
小车的质量m/kg 0.400 0.500 0.625 1.000 1.250
小车质量的倒数m-1/kg-1 2.50 2.00 1.60 1.00 0.80
利用表格2中的数据,在图3所示的坐标纸中作出a与
1
m
关系的图象.(5)上题中该小车受到的拉力F为
 
N.
分析:该实验采用控制变量法,根据实验的原理确定正确的操作步骤以及注意事项.
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点3的瞬时速度,根据连续相等时间内的位移之差是一恒量,运用逐差法求出加速度的大小.
根据a与
1
m
关系图线的斜率求出小车受到的拉力.
解答:解:(1)为了研究加速度跟力和质量的关系,要先控制一个量不变,这种方法称为控制变量法.故选:A.
(2)A、在实验中,为了使小车所受的合力等于砝码和小桶的重力,小桶和砝码的总质量应远小于小车的质量.故A错误.
B、为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,使得重力沿斜面的分力等于滑动摩擦力.故B正确.
C、电火花计时器使用交流电源.故C正确.
D.木板D的左端被垫高后,图中细线应保持与木板平行.故D正确.
本题选错误的,故选:A.
(3)根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度得,v3=
x24
2T
=
(2.40+2.88)×10-2
0.2
m/s
=0.264m/s.
根据△x=aT2得,运用逐差法得,a=
x36-x03
9T2
=
(2.88+3.39+3.88-1.40-1.89-2.40)×10-2
9×0.01
≈0.50m/s2
(5)a与
1
m
图线斜率的物理意义表示小车的拉力,则F=
1.30
2.60
=0.50N


故答案为:(1)A (2)A
(3)0.264    0.50(或0.49)
(4)如右图所示.
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(5)0.50
点评:只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目,才能以不变应万变.会用描点法作图.知道图线斜率表示的物理意义.
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