Question

19．在“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗中，實驗裝置如圖1所示
（1）為了探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)保持拉力不變；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a-$\frac{1}{m}$圖象（選填“a-m”或“a-$\frac{1}{m}$”）
（2）為減小實驗誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應(yīng)比小車的質(zhì)量�。ㄟx填“小”或“大”）得多．
（3）如圖2為某同學(xué)在實驗中打出的一條紙帶，計時器打點的時間間隔為0.02s．他從比較清晰的點起，每五個點取一個計數(shù)點，則相鄰兩計數(shù)點間的時間間隔為0.1s．為了由v-t圖象求出小車的加速度，他量出相鄰兩計數(shù)點間的距離，分別求出打各計數(shù)點時小車的速度．其中打計數(shù)點3時小車的速度為0.460m/s．根據(jù)紙帶，小車做的為勻加速（選填“勻加速”或“勻減速”）運動，加速度a=1.20m/s²（計算結(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”實驗中，研究三者關(guān)系必須運用控制變量法，正確理解控制變量法的應(yīng)用即可解答；
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大�。�
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�

解答 解：（1）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)線對車的拉力F不變，由F=ma可知，a=$\frac{F}{m}$，為使圖象直觀，應(yīng)做出a-$\frac{1}{m}$圖象；
（2）為減小實驗誤差，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；
（3）每打五個點取一個計數(shù)點，又因打點計時器每隔0.02s打一個點，所以相鄰兩計數(shù)點間的時間t=0.02×5=0.1s；
根據(jù)勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大�。�
v₃=$\frac{{x}_{24}}{2t}$=$\frac{0.0400+0.0519}{2×0.1}$≈0.460m/s；
根據(jù)紙帶的數(shù)據(jù)得相鄰的相等的時間間隔位移之差幾乎相等，所以小車做的為勻加速直線運動．
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)勻變速直線運動的推論公式△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，我們對兩個加速度取平均值
得：a=$\frac{1}{2}$（a₁+a₂）=$\frac{0.04+0.0519-（0.016+0.0281）}{4×0．{1}^{2}}$m/s²≈1.20m/s²；
故答案為：（1）拉力；a-$\frac{1}{m}$；（2）��；（3）0.1；0.460； 勻加速；1.20．

點評 對于實驗我們要明確實驗原理、具體實驗操作以及數(shù)據(jù)處理等，同時要清楚每一項操作存在的理由，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)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習(xí)中要加強(qiáng)基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．