题目内容

17．在《探究加速度与力、质量的关系》实验中采用如图1所示的装置．
（1）本实验应用的实验方法是C
A．假设法              B．理想实验法
C．控制变量法          D．等效替代法
（2）下列说法中正确的是BD
A．平衡摩擦力时，应将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上
B．每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力
C．实验时，先放开小车，再接通打点计时器电源
D．在每次实验中，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量
（3）如图2所示是某一次打点计时器打出的一条记录小车运动的纸带，取计数点A、B、C、D、E、F、G．纸带上两相邻计数点的时间间隔为T=0.10s，用刻度尺测量出各相邻计数点间的距离分别为AB=1.50cm，BC=3.88cm，CD=6.26cm，DE=8.67cm，EF=11.08cm，FG=13.49cm，则小车运动的加速度大小a=2.40m/s2，打纸带上E点时小车的瞬时速度大小vE=0.99m/s．（结果均保留两位小数）

（4）某同学测得小车的加速度a和拉力F的数据如下表所示：（小车质量保持不变）请根据表中的数据在图3坐标图上作出a-F图象；图象不过坐标原点的原因可能是平衡摩擦过度或木板一端垫得过高．
F/N0.10.20.30.40.50.6
a/m•s20.210.300.400.490.600.71

分析 （1）探究加速度与力、质量的关系采用的实验方法是控制变量法；
（2）根据实验的原理以及操作中的注意事项逐项分析，得出正确的答案；
（3）根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，运用逐差法求出小车运动的加速度，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E点的瞬时速度；
（4）作出a-F图线，抓住F等于零，a不等于分析图线不过原点的原因．

解答 解：（1）本实验应用的实验方法是控制变量法，故选：C．
（2）A、平衡摩擦力时，让小车拖着纸带运动，不能将盘及盘中的砝码用细绳通过定滑轮系在小车上，故A错误．
B、每次改变小车的质量时，不需要重新平衡摩擦力，故B正确．
C、实验时应先接通电源，再释放小车，故C错误．
D、在每次实验中，为了保证细绳的拉力等于砂和小桶的重力，应使小车和砝码的质量远大于砂和小桶的总质量，故D正确．
故选：BD．
（3）根据△x=aT2，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}$=$\frac{（8.67+11.08+13.49-1.50-3.88-6.26）×1{0}^{-2}}{9×0.01}$=2.40m/s2．
E点的瞬时速度${v}_{E}=\frac{{x}_{DF}}{2T}=\frac{（8.67+11.08）×1{0}^{-2}}{0.2}$m/s=0.99m/s．
（4）a-F图象如图所示，当F等于零，a不等于，可知平衡摩擦过度或木板一端垫得过高．
故答案为：（1）C        （2）B、D  
（3）2.40，0.99    
（4）如图所示，平衡摩擦过度或木板一端垫得过高．

点评 对于实验我们要明确实验原理、具体实验操作以及数据处理等，同时要清楚每一项操作存在的理由，比如为什么要平衡摩擦力，为什么要先接通电源后释放纸带等．
掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．

练习册系列答案
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8．如图所示，两个带等量正电荷的小球与水平放置的光滑绝缘杆相连，并固定在垂直纸面向外的匀强磁场中，杆上套有一个带正电的小环，带电小球和小环都可视为点电荷．若将小环从从靠近右端小球的位置静止释放，在小环第一次从右到左的运动过程中，下列说法正确的是（　　）
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B．小环受到的洛伦兹力将不断增大
C．小环的加速度先增大后减小
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时   间t 0t 1t 2t 3
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