Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示裝置探究“加速度與力、物體質(zhì)量的關(guān)系”。圖中裝有砝碼的小車放在長(zhǎng)木板上，左端拴有一不可伸長(zhǎng)的細(xì)繩，跨過(guò)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(zhǎng)木板上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，圖乙是該同學(xué)做實(shí)驗(yàn)時(shí)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的一條點(diǎn)跡清晰的紙帶，已知紙帶上每相鄰兩個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有畫出，相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)之間的距離分別是x1、x2、x3、x4、x5、x6，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器所接交流電的周期為T，小車及車中砝碼的總質(zhì)量為m1，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m2，當(dāng)?shù)刂亓�加速度�?/span>g。

(1)根據(jù)紙帶上的數(shù)據(jù)可得小車運(yùn)動(dòng)的加速度表達(dá)式為a＝__________ (要求結(jié)果盡可能準(zhǔn)確)。

(2)該同學(xué)探究在合力不變的情況下，加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系。下列說(shuō)法正確的是__________

A.平衡摩擦力時(shí)，要把空砝碼盤用細(xì)繩通過(guò)定滑輪系在小車上，紙帶通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)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(dòng)小墊塊，直到小車恰好能勻速滑動(dòng)為止

B.平衡摩擦后，還要調(diào)節(jié)定滑輪的高度，使滑輪與小車間的細(xì)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(shí)驗(yàn)要求m1>>m2

D.每次改變小車上砝碼的質(zhì)量時(shí)，都要重新平衡摩擦力

(3)該同學(xué)探究在m1和m2的總質(zhì)量不變情況下，加速度與合力的關(guān)系時(shí)。他平衡摩擦力后，每次都將小車中的砝碼取出一個(gè)放在砝碼盤中，并通過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打出的紙帶求出加速度。得到多組數(shù)據(jù)后，繪出如圖丙所示的a－F圖象，發(fā)現(xiàn)圖象是一條過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的傾斜直線。圖象中直線的斜率為__________ (用本實(shí)驗(yàn)中相關(guān)物理量的符號(hào)表示)。

(4)該同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)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?yàn)槊肯噜弮捎?jì)數(shù)點(diǎn)間還有一個(gè)點(diǎn)沒(méi)有標(biāo)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(shí)不用掛空砝碼盤；調(diào)節(jié)滑輪的髙度時(shí)細(xì)繩應(yīng)與木板平行；實(shí)驗(yàn)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(zhì)量時(shí)不用重新平衡摩擦力，故C正確ABD錯(cuò)誤。

(3)[3]由公式

F=（m1+m2）a

可得

a=

即斜率為。

(4)[4]該同學(xué)在這個(gè)探究實(shí)驗(yàn)中采用的物理學(xué)思想方法為控制變量法。