Question

(10分)如圖甲所示是某同學設計的“探究加速度a與力F、質量m的關系”的實驗裝置圖，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，小車運動加速度可由紙帶求得。

⑴該同學對于該實驗的認識，下列說法中正確的是       ；
A．該實驗應用了等效替代的思想方法
B．該實驗應用了控制變量的思想方法
C．實驗時應先釋放小車后接通電源
D．實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，其前提必須保證砂和砂桶總質量遠遠大于小車的質量
⑵如圖乙所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E、F是該同學在紙帶上選取的六個計數點，其中計數點間還有若干個點未標出，設相鄰兩個計數點間的時間間隔為T。該同學用刻度尺測出AC間的距離為s₁，BD間的距離s₂，則打B點時小車運動的速度v_B＝       ，小車運動的加速度a＝       ；

⑶某實驗小組在實驗時保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m及對應的數據如表中所示．根據表中數據，在圖丙坐標紙中作出F不變時a與的圖象。

次數	1	2	3	4	5	6
小車加速度a/m·s－2	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50
小車質量m/kg	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00
/kg－1	3.50	3.00	2.50	2.00	1.40	1.00

Answer 1

⑴B；⑵，；
⑶

解析試題分析：⑴在本實驗中，由于影響加速度的原因有力F和物體的質量m兩個，因此實驗時采用了控制變量法，即控制力F一定時，通過改變小車的質量m，來測量相應的加速度，再控制小車的質量m，通過改變力F，來測量相應的加速度，故選項A錯誤；選項B正確；實驗時應先接通打點計時器的電源，再釋放小車，以確保在紙帶上打下第一個點時對應的小車速度為零，故選項C錯誤；在該實驗裝置中，由于繩不可伸長，因此砂、砂桶和小車始終具有了相等大小的加速度，只有當砂和砂桶的質量遠遠小于小車的質量時，才能認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，故選項D錯誤。
⑵小車拖著紙帶做勻加速直線運動，因此根據勻變速直線運動規律規律可知，v_B＝；利用逐差法可得小車運動的加速度為：a＝。
⑶根據表格提供的數據，分別先選取縱、橫軸合適的單位長度，在坐標系中標出表格中的各相應的點，依據描點作圖的原則作出a與的關系圖線如下圖所示。

考點：本題主要考查了“探究加速度a與力F、質量m的關系”的實驗問題，屬于中檔題。