Question

某小組“驗證牛頓第二定律”的實驗裝置如圖1，長木板固定在水平桌面上，一端裝有定滑輪；木板上有一滑塊，其一端與電磁打點計時器的紙帶相連，另一端通過跨過定滑輪的細線與托盤連接．
（1）該小組研究加速度和拉力關(guān)系時，得到的圖象將會是圖2中：

 

（2）圖3給出的是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：1、2、3、4、5、6、7是計數(shù)點每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標(biāo)出），計數(shù)點間的距離如圖所示．根據(jù)圖中數(shù)據(jù)計算的加速度a=

 

m/s² （保留三位有效數(shù)字）．
（3）某同學(xué)在研究加速度和質(zhì)量關(guān)系時，記錄如表數(shù)據(jù)，請在圖4的坐標(biāo)紙中選擇合理的坐標(biāo)，描出相關(guān)圖線，并可以由圖線可以得到實驗結(jié)論：

 

．

次數(shù)	1	2	3	4	5
質(zhì)量m/g	200	300	400	500	600
加速度a/m˙s-2	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33

Answer 1

分析：1、該實驗需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，當(dāng)有較小拉力時，物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，即加速度為零．
2、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�。�
3、為研究a與m的關(guān)系，作a與

1

m

關(guān)系關(guān)系圖線．

解答：解：（1）該實驗需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，當(dāng)有較小拉力時，物體仍然處于靜止?fàn)顟B(tài)，即加速度為零．
所以得到的圖象在橫軸有截距，故選：B．
（2）由于每相鄰兩個計數(shù)點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
設(shè)1到2之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
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：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
為了更加準(zhǔn)確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

x47-x14

9T2

=

0.0339+0.0388+0.0437-0.0288-0.0240-0.0189

0.09

m/s²=0.500m/s²
（3）為研究a與m的關(guān)系，作a與

1

m

關(guān)系關(guān)系圖線．

實驗次數(shù)	1	2	3	4	5
質(zhì)量（g）	200	300	400	500	600
小車加速度（m/s2）	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33
質(zhì)量倒數(shù) （kg-1）	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67

?
可以得出的結(jié)論是在誤差允許的范圍內(nèi)，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）B
（2）0.500
（3）如圖，保持外力不變，物體的加速度與質(zhì)量成反比．

點評：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，尤其是理解平衡摩擦力的操作和要求的含義．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)中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．