Question

如圖為某同學設計的“探究加速度與物體所受合力及質量的關系”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。在實驗中細繩對小車拉力等于砝碼和小桶的總重力，小車運動加速度可用紙帶上的點求得。

（1）為了研究加速度跟力和質量的關系，應該采用的研究實驗方法是__________。
A．控制變量法         B．假設法
C．理想實驗法         D．圖象法
（2）關于該實驗，下列說法中不正確的是　  　。
A．砝碼和小桶的總質量要遠大于小車的質量
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．電火花計時器使用交流電源
D．木板D的左端被墊高后，圖中細線應保持與木板平行
（3）圖是實驗中獲取的一條紙帶的一部分：0、1、2、3、4、5、6、7是計數點，每相鄰兩計數點間還有4個打點（圖中未標出），計數點間的距離如圖所示。根據圖中數據可得出表格1中空白處的數據應是         。

表格1

計數點	1	2	3	4	5	6
瞬時速度/( m·s-1)	0.165	0.215		0.314	0.364	0.413

由紙帶求出小車的加速度=            m/s^２ （加速度保留2位有效數字）
（4）在“探究加速度與質量的關系”時，保持砝碼和小桶質量不變，改變小車質量，分別測得小車的加速度與對應的質量數據如表格2。
表格2

次數	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
小車的質量m/kg	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
小車質量的倒數m-1/kg-1	2.50	2.00	1.60	1.00	0.80

利用表格2中的數據，在圖所示的坐標紙中作出與關系的圖像。

（5）上題中該小車受到的拉力為       N。

Answer 1

（1）A（2）A （3）0.264 、0.50（或0.49）  
（4）如圖所示。

(5) 0.50

試題分析：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注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．加速度利用打點計時器測量計算，質量利用天平測量，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，砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，可使小車的合力近似等于砝碼和小桶的總重力來測量．
（1）為了研究加速度跟力和質量的關系，需要固定一個量不變，研究另外兩個量的關系，采用的研究實驗方法是控制變量法，故選A。
（2）該實驗的研究對象是小車，采用控制變量法研究．當質量一定時，研究小車的加速度和小車所受合力的關系．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，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．
設小車的質量為M，砝碼和小桶的質量為m，根據牛頓第二定律得：
對m：
對M：
解得： 
當m＜＜M時，即當砝碼和小桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼和小桶的總重力，A錯誤。
C、電火花和電磁計時器都使用交流電源．故C正確．
D、木板D的左端被墊高后，圖中細線應保持與木板平行，那么小車的合力就等于繩子的拉力．故D正確。
故選A．．
（3）每相鄰兩計數點間還有4個打點，說明相鄰的計數點時間間隔為0.1s．
根據勻變速直線運動規律知道3點的瞬時速度等于2點到4點的平均速度．
，選一段過程運用加速度公式,．
（4）直觀反映兩個物理量的關系是要找出這兩個量的線性關系，即畫出直線圖象．見圖

（5）根據牛頓第二定律：F=ma得出：上題中該小車受到的拉力F為0.5N．
點評：書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．能夠把所學的物理規律運用到實驗問題中．紙帶法實驗中，若紙帶勻變速直線運動，測得紙帶上的點間距，利用勻變速直線運動的兩個推論和，可計算出打出某點時紙帶運動的瞬時速度和加速度．