Question

（一）某同學(xué)在家中嘗試驗證平行四邊形定則，他找到三條相同的橡皮筋（遵循胡克定律）和若干小重物，以及刻度尺、三角板、鉛筆、細(xì)繩、白紙、釘子，設(shè)計了如下實(shí)驗：將兩條橡皮筋的一端分別掛在墻上的兩個釘子A、B上，另一端與第二條橡皮筋連接，結(jié)點(diǎn)為O，將第三條橡皮筋的另一端通過細(xì)繩掛一重物．如圖1
（1）為完成實(shí)驗，下述操作中必需的是

BCD

A．測量細(xì)繩的長度
B．測量橡皮筋的原長
C．測量懸掛重物后像皮筋的長度
D．記錄懸掛重物后結(jié)點(diǎn)O的位置
（2）釘子位置固定，欲利用現(xiàn)有器材，改變條件再次驗證，可采用的方法是

更換不同的重物

（二）如圖2所示為”探究加速度與物體受力與質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗裝置圖．圖中A為小車，B為裝有砝碼的小盤，C為一端帶有定滑輪的長木板，小車通過紙帶與電火花打點(diǎn)計時器相連，計時器接50Hz交流電．小車的質(zhì)量為m₁，小盤（及砝碼）的質(zhì)量為m₂．
（1）下列說法正確的是

AD

．
A．為平衡小車與水平木板之間摩擦力，應(yīng)將木板不帶滑輪的一端適當(dāng)墊高，在不掛小盤（及砝碼）的情況下使小車恰好做勻速運(yùn)動
B．每次改變小車質(zhì)量時，應(yīng)重新平衡摩擦力
C．本實(shí)驗m₂應(yīng)遠(yuǎn)大于m₁
D．在用圖象探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，應(yīng)作a-

1

m   1

圖象
（2）實(shí)驗中，得到一條打點(diǎn)的紙帶，如圖3所示，已知相鄰計數(shù)點(diǎn)間的時間間隔為T，且間距x₁、x₂、x₃、x₄、x₅、x₆已量出，則計算小車加速度的表達(dá)式為a=

x4+x5+x6-x1-x2-x3

9T2

；
（3）某同學(xué)在平衡摩擦力后，保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過多次改變砝碼重力，作出小車加速度a與砝碼重力F的圖象如圖4所示，若牛頓第二定律成立，重力加速度g=10m/s²，則小車的質(zhì)量為

2.0

kg．小盤的質(zhì)量為

0.060（0.060～0.063）

kg．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（4）如果砝碼的重力越來越大時，小車的加速度不能無限制地增加，會趨近于某一極限值，此極限值為

10m/s²

．

Answer 1

分析：（一）（1）本實(shí)驗是通過作合力與分力圖示的方法來驗證平行四邊形定則，需要測量合力與分力的大小，根據(jù)這個原理來選擇．
（2）在改進(jìn)實(shí)驗是要從減小誤差的角度考慮．
（二）
（1）根據(jù)實(shí)驗原理和具體實(shí)驗步驟可判定各個選項．
（2）根據(jù)給定的紙帶數(shù)據(jù)分布，由逐差法可以得到小車的加速度．
（3）由F-a圖的斜率等于小車質(zhì)量，可得到小車質(zhì)量，F(xiàn)=0時，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，可得托盤質(zhì)量．
（4）車在托盤和砝碼帶動下最大的加速度不會超過托盤和砝碼下落的加速度，而此下落加速度的極值就是重力加速度．

解答：解：（一）
（1）A、B、C，三條橡皮筯遵守胡克定律，要測量拉力可以通過測量橡皮筋的長度和原長，得到橡皮筋的伸長量，研究拉力與伸長量的倍數(shù)來根據(jù)比例作力的圖示，故A錯誤，BC正確．
D、為了使兩次實(shí)驗效果相同，必須記下O點(diǎn)的位置來作參照，故D正確．
故選：BCD．
（2）在其他條件不變的情況下，要改變實(shí)驗效果，只有改變重物的質(zhì)量．故可采用的方法更換不同的重物．
故答案為（1）BCD，（2）更換質(zhì)量不同的重物．
（二）
（1）A、在平衡摩擦力時，不能掛托盤和砝碼，故A正確；
B、平衡摩擦力時，是重力沿木板方向的分力等于摩擦力，即：mgsinθ=μmgcosθ，可以約掉m，只需要平衡一次摩擦力，每次改變拉小車的拉力后都不需要重新平衡摩擦力，故B錯誤；    
C、只有滿足m₂應(yīng)遠(yuǎn)小于m₁的條件，才能認(rèn)為托盤和砝碼的重力等于小車的拉力，故C錯誤，
D、“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時拉力不變，即m₂不變，應(yīng)作a-

1

m   1

圖象，故D正確．
故選：AD．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動的推論公式△x=aT²可得：
s₄-s₁=3a₁T² 
s₅-s₂=3a₂T² 
s₆-s₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，因此在本題中有：
a=

a1+a2+a3

3

=

(s4+s5+s6)-(s1+s2+s3)

9T2

=

x4+x5+x6-x1-x2-x3

9T2

．
（3）對a-F圖象來說，圖象的斜率表示小車質(zhì)量的倒數(shù)，圖象的斜率為：
k=

△a

△F

=

3.0-0.3

5.5

=0.50
故小車質(zhì)量為：
m1=

1

k

=2.0kg
F=0時，產(chǎn)生的加速度是由于托盤作用產(chǎn)生的，故有：mg=m₁a₀，
解得：m=

m1a0

g

=

2.0×0.3

10

kg=0.060kg（對圖中的數(shù)據(jù)讀取不一樣，可有一定范圍）．
（4）小車的加速度最大等于自由落體的加速度，故極限值為10m/s²
故答案為：（1）AD；（2）

x4+x5+x6-x1-x2-x3

9T2

；（3）2.0； 0.060（0.060～0.063）；（4）10．

點(diǎn)評：（一）本實(shí)驗在無法測量力的大小的情況下，可以采用比例法作圖，只需要測量橡皮筋的伸長量就行．
（二）本題考察的比較綜合，需要學(xué)生對這一實(shí)驗掌握的非常熟，理解的比較深刻才不會出錯．