Question

在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示
（1）為了探究加速度與力的關(guān)系，應(yīng)保持

 

不變；為了直觀地判斷加速度a與力F的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作出

 

圖象（選填“a-F”或“a-

1

F

”）．
（2）為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持

 

不變；為了直觀地判斷加速度a與質(zhì)量m的數(shù)量關(guān)系，應(yīng)作

 

圖象（選填“a-m”或“a-

1

m

”）
（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應(yīng)比小車的質(zhì)量

 

（選填“小”或“大”）得多．
（4）如圖2為某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，計(jì)時(shí)器打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.02s．他從比較清晰的點(diǎn)起，每五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，則相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間間隔為

 

s．為了由v-t圖象求出小車的加速度，他量出相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離，分別求出打各計(jì)數(shù)點(diǎn)時(shí)小車的速度．其中打計(jì)數(shù)點(diǎn)3時(shí)小車的速度為

 

m/s．根據(jù)紙帶小車做的為

 

（選填“勻加速”或“勻減速”）運(yùn)動(dòng)，加速度a=

 

m/s²（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，研究三者關(guān)系必須運(yùn)用控制變量法，正確理解控制變量法的應(yīng)用即可解答；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大��；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小

解答：解：（1）該同學(xué)要探究小車的加速度a和力F的關(guān)系，應(yīng)該保持質(zhì)量M不變；作出a-F圖象；
（2）要探究小車的加速度a和質(zhì)量m的關(guān)系，應(yīng)該保持細(xì)線對(duì)車的拉力F不變，做出a-

1

m

圖象；
（3）為減小實(shí)驗(yàn)誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應(yīng)比小車的質(zhì)量小得多，才可以用盤和砝碼的重力來表示小車的拉力，．
（4）每打五個(gè)點(diǎn)取一個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，又因打點(diǎn)計(jì)時(shí)器每隔0.02s打一個(gè)點(diǎn)，所以相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間的時(shí)間T=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點(diǎn)時(shí)小車的瞬時(shí)速度大小．
v₃=

x24

t24

=

0.0400+0.0519

0.2

=0.46m/s
根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得相鄰的相等的時(shí)間間隔位移之差幾乎相等，所以小車做的為勻加速直線運(yùn)動(dòng)．
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對(duì)兩個(gè)加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即a=

(0.04+0.0519)-(0.016+0.0281)

4×(0.1)2

m/s²=1.2m/s²
故答案為：（1）質(zhì)量；a-F；  （2）力；a-

1

m

（3）��；（4）0.1；0.46； 勻加速；1.2

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于實(shí)驗(yàn)我們要明確實(shí)驗(yàn)原理、具體實(shí)驗(yàn)操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時(shí)要清楚每一項(xiàng)操作存在的理由，比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實(shí)驗(yàn)問題的能力，在平時(shí)練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的理解與應(yīng)用．