Question

9．“探究加速度與力的關(guān)系”的實驗裝置如圖甲所示：
（1）為減小實驗誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應比小車的質(zhì)量�。ㄟx填“小”或“大”）得多．
（2）圖乙為某同學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．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0.46 m/s，小車的加速度為1.20m/s² （小數(shù)點后保留2位）．    

（3）某組同學實驗得出數(shù)據(jù)，畫出a-F圖象如圖丙所示，那么該組同學實驗中出現(xiàn)的問題可能是B
A．實驗中摩擦力沒有平衡
B．實驗中摩擦力平衡過度
C．實驗中繩子拉力方向沒有跟平板平行
D．實驗中小車質(zhì)量發(fā)生變化
（4）本實驗所采用的方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）當盤與砝碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時可以近似認為盤與砝碼對小車的拉力等于其重力；
（2）根據(jù)題意求出計數(shù)點間的時間間隔；由勻變速直線運動的推論求出瞬時速度，加速度我們可由勻變速直線運動的推論：△x=at²求解；
（3）圖中沒有拉力時就產(chǎn)生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大；
（4）本實驗所采用的方法是控制變量法．

解答 解：（1）當盤與砝碼質(zhì)量遠小于小車質(zhì)量時可以近似認為盤與砝碼對小車的拉力等于其重力，為減小實驗誤差，盤和砝碼的質(zhì)量應比小車的質(zhì)量小得多．
（2）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：t=0.02×5=0.1s；
由勻變速直線運動的推論可知，打計數(shù)點3時小車的速度為：v₃=$\frac{{x}_{24}}{2t}=\frac{0.0400+0.0519}{0.2}$=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）
即：a=$\frac{0.04+0.0519-0.016-0.0281}{0.04}$m/s²=1.20m/s²
（3）當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大．故B正確．
故選：B
（4）本實驗所采用的方法是控制變量法．
故答案為：（1）��；（2）0.46、1.20；（3）B；（4）控制變量法

點評 本題考查了實驗注意事項、實驗數(shù)據(jù)處理，掌握原理與實驗注意事項即可正確解題；求瞬時速度時要注意勻變速運動推論的應用：做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于該段時間中間時刻的瞬時速度，同時掌握求加速度的方法．