Question

（1）如圖所示，是某研究性學習小組做“探究橡皮筋做的功與物體速度變化的關系”的實驗，圖中是小車在一條橡皮筋的作用下彈出，沿木板滑行的情形，這時，橡皮筋對小車做的功記為W．當我們用2條、3條…完全相同的橡皮筋并在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次橡皮筋都拉伸到同一位置釋放．小車每次實驗中獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．
①除了圖中給出的實驗器材外，需要的器材（除學生電源外）還有

 

②實驗時為了使小車只在橡皮筋作用下運動，應采取的措施是

 

③每次實驗得到的紙帶上的點距并不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的

 

部分進行測量．
（2）在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，某實驗小組設計了如下的實驗方案．如圖所示，將兩個光滑導軌分上下兩層水平排列．與兩個相同小車后部相連的剎車線穿過導軌尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)控制兩小車同時起動和同時制動（圖中未畫）．實驗中可通過增減盤中的砝碼來改變拉力的大小，通過增減放置在小車上的砝碼改變小車的質量．下表是該實驗小組的實驗數(shù)據(jù)：

次數(shù)	小車	拉力（N）	質量（g）	位移（cm）	拉力 比值（F甲：F乙）	質量 比值（m甲：m乙）	位移 比值（x甲：x乙）	加速度 比值（a甲：a乙）
1	甲	0.1	200	22.3	0.50	1	空格1	空格2
	乙	0.2	200	43.5
2	甲	0.2	200	40.2	1	0.50	空格3	空格4
	乙	0.2	400	19.5

①請根據(jù)實驗要求將表中寫有“空格”處的相應數(shù)據(jù)計算出并填寫在橫線上：
空格1：

 

、空格2：

 

、空格3：

 

、空格4：

 

②本實驗采用的科學方法是

 

A．理想實驗法         B．等效代替法
C．控制變量法         D．建立物理模型法
③根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：

 

④根據(jù)第二次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的結論是：

 

Answer 1

分析：（1）①該實驗用到打點計時器，所以需要交流電源，要測量長度，還需要刻度尺；②小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，需要采取平衡摩擦力的措施；③要測量最大速度，應該選用點跡恒定的部分．
（2）根據(jù)兩種情況下得到的數(shù)據(jù)可以直接計算位移的比值，根據(jù)位移和加速度之間的關系可以得到加速度的關系，在本實驗中涉及到三個不同的物理量，要采用控制變量法來分析．

解答：解：（1）①該實驗用到打點計時器，所以需要交流電源，要測量長度，還需要刻度尺；
②小車下滑時受到重力、細線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應該用重力的下滑分量來平衡摩擦力，故可以將長木板的一段墊高平衡小車所受的摩擦力．
③在正確操作情況下，橡皮條恢復原長時，小車做勻速運動，小車在相等時間內的位移相等，
此時小車獲得的速度最大，要測量小車的最大速度，應選用紙帶的點跡均勻的部分段進行測量．
（2）①空格1：根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以直接計算位移比值，

x甲

x乙

=

22.3

43.5

=0.51，
空格2：根據(jù)x=

1

2

at²可知，

a甲

a乙

=

x甲

x乙

=0.51，
空格3：根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)可以直接計算位移比值，

x甲

x乙

=

40.2

19.5

=2.06，
空格4：根據(jù)x=

1

2

at²可知，

a甲

a乙

=

x甲

x乙

=2.06，
②在本實驗中涉及到三個不同的物理量，要先確定一個，分析另外的兩個物理量之間的關系，這種分析的方法就是控制變量法，所以C正確．
③在第一次試驗時，物體的質量是相同的，所以根據(jù)第一次實驗數(shù)據(jù)，可以得出在誤差允許的范圍內，物體的質量一定時，其加速度大小跟合力成正比．
④在第二次試驗時，物體受到的拉力是相同的，所以根據(jù)第二次實驗數(shù)據(jù)，可以得出在誤差允許的范圍內，物體的合力一定時，其加速度大小跟物體的質量成反比．
故答案為：
（1）①刻度尺； ②把木板的末端墊起適當高度以平衡摩擦力；③點距均勻的；
（2）①0.51，0.51，2.06，2.06，
②C
③在誤差允許的范圍內，物體的質量一定時，其加速度大小跟合力成正比
④在誤差允許的范圍內，物體的合力一定時，其加速度大小跟物體的質量成反比．

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)處理方法，正確運用勻變速直線運動規(guī)律能夠把要測量的物理量進行間接變換測量．