Question

在探究加速度与物体所受合外力和质量间的关系时，采用如图甲所示的实验装置，小车及车中的砝码质量用M表示，盘及盘中的砝码质量用m表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带由打点计数器打上的点计算出：

（1）本实验应用的实验方法是      （单选）

A．假设法         B．理想实验法    C．控制变量法     D．等效替代法

（2）当m与M的大小关系满足      时，才可以认为绳子对小车的拉力大小等于盘和砝码的重力．

（3）一组同学在先保持盘及盘中的砝码质量一定，探究做加速度与质量的关系，以下做法正确的是：      （多选）

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，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差

D．小车运动的加速度可用天平测出m以及小车质量M，直接用公式 a=求出．

（4）如图所示是实验得到的一条纸带，图中A、B、C、D、E是按打点先后顺序依次选取的计数点，每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出．由图中的数据可知，打B点时小车的速度为v_B=      m/s．小车加速度的大小为a=      m/s²．（结果保留两位有效数字）

Answer

（1）C；（2）m＜＜M；（3）BC；（4）0.16；0.81

【解析】

试题分析：（1）加速度与物体质量、物体受到的合力有关，在探究加速度与物体质量、受力关系的实验中，应该使用控制变量法；

（2）当小车的质量远大于砝码盘和砝码的总质量时，才能近似认为细线对小车的拉力大小等于砝码盘和砝码的总重力大小；

（3）平衡摩擦力时，不能挂盘，实验过程中，应保证绳和纸带与木板平行，小车的加速度应由纸带求出；

（4）根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT2可以求出加速度的大小，根据匀变速直线运动中，中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．

【解析】
（1）探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量，这种实验方法是控制变量法．

故选：C．

（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=

当M＞＞m时，即当砝码和盘的总重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于砝码和盘的总重力．

（3）A、平衡摩擦力时，不应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、在实验前平衡一次摩擦力即可，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，要保证绳和纸带均与木板平行以减小误差，故C正确；

D、小车的加速度应该根据打点计时器打出的纸带应用匀变速运动规律求出，

加速度不能直接用公式a=求出，故D错误；

故选：BC．

（3）每相邻的两个计数点之间有四个小点未画出，则计数点间的时间间隔为：T=0.02s×5=0.1s，

B点的瞬时速度可以用中间时刻的速度等于该过程中的平均速度，即：=0.16m/s，

根据作差法得：a==0.81m/s2．

故答案为：（1）C；（2）m＜＜M；（3）BC；（4）0.16；0.81

【点评】探究加速与力的关系实验时，要平衡摩擦力、应根据纸带求出小车的加速度，掌握实验的实验注意事项是正确解题的关键．要掌握常用的科学探究方法，提高我们的实验探究能力．