Question

（1）在“研究勻變速直線運動的規(guī)律”實驗中，小車拖紙帶運動，打點計時器在紙帶上打出一系列點，從中確定六個記數(shù)點，每相鄰兩個記數(shù)點間的時間間隔是0.1s，用米尺測量出的數(shù)據(jù)如圖所示． 則小車在D點的速度V_D=

0.71

 m/s，小車運動的加速度a=

2.0

m/s²．

（2）在“驗證力的平行四邊形法則”實驗中，某同學(xué)的實驗結(jié)果如圖1，其中A為固定橡皮條的圖釘，o為橡皮條與細繩結(jié)點的位置．圖中

F

是F₁與F₂的合力的理論值；

F′

是力F₁與F₂合力的實驗值．通過把

F

和

F′

進行比較，驗證平行四邊形法則．

（3）某組同學(xué)用如圖2所示的實驗裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗．
①在探究加速度與力的關(guān)系過程中應(yīng)保持

小車質(zhì)量

不變，用砝碼和盤的重力作為小車所受外力，利用紙帶算出小車的加速度，改變所掛鉤碼的數(shù)量，多次重復(fù)測量，進而研究加速度和力的關(guān)系．這種研究方法是采用

控制變量法

．
②實驗過程中，難以直接得到小車受到的牽引力，所以將砝碼和盤的重力近似看作小車的牽引力，那么，可以“將砝碼和盤的重力近似看作小車的牽引力”
的條件是

砝碼和盤的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量

③利用上裝置做“驗證牛頓第二定律”的實驗時：
甲同學(xué)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)畫出的小車的加速度a和小車所受拉力F的圖象為圖3所示中的直線Ⅰ，乙同學(xué)畫出的圖象為圖中的直線Ⅱ，直線Ⅰ、Ⅱ在縱軸或橫軸上的截距較大．明顯超出了誤差范圍，下面給出了關(guān)于形成這種情況原因的四種解釋，其中可能正確的是

BC

 
（A）實驗前甲同學(xué)沒有平衡摩擦力
（B）甲同學(xué)在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了
（C）實驗前乙同學(xué)沒有平衡摩擦力
（D）乙同學(xué)在平衡摩擦力時，把長木板的末端抬得過高了．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求出D點的瞬時速度．根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)位移之差為一恒量，求出小車的加速度．
（2）用力的圖示畫出這三個力，用平行四邊形做出兩個力的合力的理論值，和那一個力（實際值）進行比較．用平行四邊形畫出來的是理論值，和橡皮筋同線的那個是實際值．
（3）“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”的實驗，運用控制變量法探究加速度與力和質(zhì)量的關(guān)系．根據(jù)牛頓第二定律分析“將砝碼和盤的重力近似看作小車的牽引力”的條件．根據(jù)原理分析圖線不經(jīng)過原點的原因．

解答：解：（1）D點的瞬時速度vD=

xCE

2T

=

(8.10+6.10)×10-2

2×0.1

m/s=0.71m/s．根據(jù)△x=aT²得，a=

△x

T2

=

0.02

0.01

m/s2=2.0m/s2．
（2）用平行四邊形畫出來的是理論值，所以理論值為F，和橡皮筋同線的那個是實際值，所以實際值為F′．通過比較F、F′，驗證平行四邊形定則．
（3）①在探究加速度與力的關(guān)系過程中應(yīng)保持小車的質(zhì)量不變，這種研究方法稱為控制變量法．
②根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma      對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，當(dāng)M＞＞m時，即當(dāng)砝碼和盤的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，繩子的拉力近似等于砝碼和盤的總重力．
③甲同學(xué)測量的圖線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拉力為零時，加速度不為零，知平衡摩擦力過度，即長木板的末端抬得過高了．
乙同學(xué)測量的圖線發(fā)現(xiàn)，當(dāng)拉力不為零時，加速度仍然為零，知未平衡摩擦力或平衡摩擦力不足．故B、C正確，A、D錯誤．
故選BC．
故答案為：（1）V_D=0.71m/s，a=2.0m/s²
（2）F，F(xiàn)′，F(xiàn)，F(xiàn)′
（3）①小車的質(zhì)量不變，控制變量法
②砝碼和盤的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量
③BC

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數(shù)據(jù)處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．