Question

【題目】某同學利用圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質量的關系”。圖中裝有砝碼的小車放在長木板上，左端拴有一不可伸長的細繩，跨過固定在木板邊緣的定滑輪與一砝碼盤相連。在砝碼盤的牽引下，小車在長木板上做勻加速直線運動，圖乙是該同學做實驗時打點計時器打出的一條點跡清晰的紙帶，已知紙帶上每相鄰兩個計數點間還有一個點沒有畫出，相鄰兩計數點之間的距離分別是x1、x2、x3、x4、x5、x6，打點計時器所接交流電的周期為T，小車及車中砝碼的總質量為m1，砝碼盤和盤中砝碼的總質量為m2，當地重力加速度為g。

(1)根據紙帶上的數據可得小車運動的加速度表達式為a＝__________ (要求結果盡可能準確)。

(2)該同學探究在合力不變的情況下，加速度與物體質量的關系。下列說法正確的是__________

A.平衡摩擦力時，要把空砝碼盤用細繩通過定滑輪系在小車上，紙帶通過打點計時器與小車相連，再把木板不帶滑輪的一端用小墊塊墊起，移動小墊塊，直到小車恰好能勻速滑動為止

B.平衡摩擦后，還要調節定滑輪的高度，使滑輪與小車間的細繩保持水平

C.若用m2g表示小車受到的拉力，則為了減小誤差，本實驗要求m1>>m2

D.每次改變小車上砝碼的質量時，都要重新平衡摩擦力

(3)該同學探究在m1和m2的總質量不變情況下，加速度與合力的關系時。他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個放在砝碼盤中，并通過打點計時器打出的紙帶求出加速度。得到多組數據后，繪出如圖丙所示的a－F圖象，發現圖象是一條過坐標原點的傾斜直線。圖象中直線的斜率為__________ (用本實驗中相關物理量的符號表示)。

(4)該同學在這個探究實驗中采用的物理學思想方法為___________(選填“控制變量”“等效替代”或“放大”)法。

Answer 1

【答案】 C 控制變量

【解析】

(1)[1]因為每相鄰兩計數點間還有一個點沒有標出，則有

x6-x3=3a（2T）2，x5-x2=3a（2T）2，x4-x1=3a（2T）2

解得

a=

(2)[2]平衡摩擦力時不用掛空砝碼盤；調節滑輪的髙度時細繩應與木板平行；實驗是用砝碼盤和盤中砝碼受到 的總重力代替小車受到的拉力的，所以要求m1>>m2。每次改變小車的質量時不用重新平衡摩擦力，故C正確ABD錯誤。

(3)[3]由公式

F=（m1+m2）a

可得

a=

即斜率為。

(4)[4]該同學在這個探究實驗中采用的物理學思想方法為控制變量法。