Question

如圖（a）為某同學設(shè)計的“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)系”實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板．在實驗中用細線對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重力，小車運動加速度a可用紙帶上的點求得．

（1）關(guān)于該實驗，下列說法中正確的是

ABD

A．用砝碼和小桶的總重力來表示F，對實驗結(jié)果會產(chǎn)生誤差
B．為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高
C．使用電火花計時器時先使紙帶運動，再接通電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細線應(yīng)保持與木板表面平行
（2）圖（b）是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4是計數(shù)點，每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），計數(shù)點間的距離如圖所示，由紙帶求出小車的加速度a=

0.50

 m/s²  （加速度a的計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字）
（3）在“探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得小車的加速度a與對應(yīng)的質(zhì)量m數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
小車的加速度a/（ m?s-2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
小車的質(zhì)量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小車質(zhì)量的倒數(shù)m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用上表數(shù)據(jù)，在（c）圖坐標紙中選擇合適物理量為坐標軸建立坐標系，作出直觀反映a與m關(guān)系的圖象．從圖線可得到的結(jié)論是

在合外力一定的情況下，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比

．

Answer 1

分析：（1）探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實驗中為了減小實驗的系統(tǒng)誤差，要注意兩點：①要平衡摩擦力；②要使小車的質(zhì)量遠大于砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量；
（2）根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大�。�
（3）根據(jù)牛頓第二定律，拉力一定時，物體的加速度與質(zhì)量成反比，故作a-

1

m

圖線，描點作圖即可．

解答：解：（1）A、由于砝碼和小桶加速下滑，根據(jù)牛頓第二定律得拉力和重力的合力向下，
所以拉力小于重力，所以用砝碼和小桶的總重力來表示F，對實驗結(jié)果會產(chǎn)生誤差．故A正確；
B、為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當墊高來平衡摩擦力，故B正確；
C、使用電火花計時器時應(yīng)該先接通電源后使紙帶運動，故C錯誤；
D、木板D的左端被墊高后，圖中細線應(yīng)保持與木板表面平行，故D正確；
故選：ABD；
（2）每相鄰兩計數(shù)點間還有4個打點（圖中未標出），所以相鄰的計數(shù)點間的時間間隔T=0.1s，
設(shè)0到1之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據(jù)勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T² 
x₄-x₂=2a₂T² 
為了更加準確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂+a₃）；
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

x24-x02

4T2

=

(0.0288+0.0240)-(0.0140+0.0189)

4×(0.1)2

m/s²=0.50m/s²；
（3）為研究a與m的關(guān)系，利用描點法作a與

1

m

的關(guān)系圖線如下所示：

從圖線可得到的結(jié)論是在合外力一定的情況下，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比．
故答案為：（1）ABD； 
（2）0.50；  
（3）如圖，在合外力一定的情況下，物體的加速度與物體的質(zhì)量成反比．

點評：本題第一問關(guān)鍵是明確減小系統(tǒng)誤差的方法；
第二問關(guān)鍵要提高應(yīng)用勻變速直線的規(guī)律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎(chǔ)知識的理解與應(yīng)用．
第三問關(guān)鍵是要做直線圖，直線形象、直觀，便于說明規(guī)律．