Question

6．在探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系實驗中，
（1）如圖所示是某同學正要釋放小車的情形，下列說法正確的是D

A．應(yīng)把長木板水平放置
B．應(yīng)使小車離打點計時器遠些
C．應(yīng)將打點計時器接在直流電源上
D．應(yīng)調(diào)整滑輪高度使細繩與長木板表面平行
（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，測得了下表所示的5組數(shù)據(jù)，并已在坐標平面上畫出部分數(shù)據(jù)點，如圖所示：

組別	1	2	3	4	5
F/N	0	1.1	2.2	3.3	4.4
a/ms-2	0	0.5	1	1.5	2

①在圖中畫出第 4組數(shù)據(jù)對應(yīng)的數(shù)據(jù)點，然后作出a-F的關(guān)系圖線；
②由所作圖線可以得到結(jié)論：在質(zhì)量一定的情況下，加速度 a與作用力 F成正比；
③當研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持小車所受作用力不變，改變小車的質(zhì)量來進行實驗．
（3）如圖是用打點計時器（頻率為50Hz）測定勻變速直線運動的加速度時得到的紙帶，從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，則相鄰的兩個計數(shù)點的時間間隔為0.1s，測得OA=6.80cm，CD=3.20cm，DE=2.00cm，則物體運動加速度大小為1.2m/s²，D點的速度大小為0.26m/s．

Answer 1

分析 （1）解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項；
（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，由牛頓第二定律得：加速度與合外力成正比，故畫圖時畫一條直線，根據(jù)我么畫出的圖線結(jié)合數(shù)學方法可以判斷a與F的關(guān)系，實驗采用的方法是控制變量法，所以當研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持小車受到的作用力不變，改變小車的質(zhì)量來進行實驗；
（3）打點計時器打點的時間間隔是0.02s，從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，據(jù)此求出計數(shù)點間的時間間隔；
由△x=at²求出物體的加速度；根據(jù)做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該時間中間時刻的瞬時速度求出D點的速度

解答 解：（1）A、應(yīng)墊高長木板右端以平衡摩擦力，長木板不能水平，故A錯誤；
B、開始時應(yīng)使小車靠近打點計時器，B錯誤；
C、應(yīng)將打點計時器接在交流電源上，C錯誤；
D、為了使繩子的拉力充當小車運動的合力，應(yīng)使滑輪高度使細繩與長木板表面平行，D正確；
故選：D
（2）保持小車的質(zhì)量不變，改變小車所受的作用力，由牛頓第二定律得：加速度與合外力成正比，故畫圖時畫一條直線，如圖：

由圖象我們可得：圖線是一條過原點的直線，所以結(jié)論是：在質(zhì)量一定的情況下，加速度a與作用力F成正比．
該實驗我們采取的是控制變量法，所以：當研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，應(yīng)保持小車受到的作用力不變，改變小車的質(zhì)量來進行實驗．
（3）從O點開始每隔4個點取一個計數(shù)點，則計數(shù)點間的時間間隔t=0.02s×5=0.1s；
物體的加速度a₁=$\frac{{x}_{CD}-{x}_{OA}}{3{t}^{2}}$=$\frac{3.20-6.80}{3×0．{1}^{2}}$=-120cm/s²=-1.20m/s²，
a₂=$\frac{{x}_{DE}-{x}_{OA}}{4{t}^{2}}$=$\frac{2.00-6.80}{4×0．{1}^{2}}$=-120cm/s²=-1.20m/s²，
a=$\frac{{a}_{1}+{a}_{2}}{2}$=$\frac{-1.20-1.20}{2}$=-1.20m/s²；
D點的速度v_D=$\overline{{v}_{CE}}$=$\frac{{x}_{CD}+{x}_{DE}}{2t}$=$\frac{3.20+2.00}{2×0.1}$=26cm/s=0.26m/s
故答案為：（1）D；（2）①如上圖所示，②正，③小車所受作用力；（3）0.1，1.2，0.26．

點評 （1）教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚；
（2）考查“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗的實驗方法和數(shù)據(jù)處理方法，切實做一做這個實驗可以加深對實驗的理解．
最后熟練掌握并靈活應(yīng)用勻變速運動的規(guī)律即可正確解題．