Question

如圖甲所示是某同學設計的“探究加速度a與力F、質量m的關系”的實驗裝置圖，實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，小車運動加速度．可由紙帶求得．

（1）該同學對于該實驗的認識，下列說法中正確的是　　
A．該實驗應用了等效替代的思想方法
B．該實驗應用了控制變量的思想方法
C．實驗時必須先接通電源后釋放小車
D．實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，其前提必須保證砂和砂桶總質量遠遠大于小車的質量
（2）如圖乙所示是該同學在某次實驗中利用打點計時器打出的一條紙帶，A、B、C、D、E、F是該同學在紙帶上選取的六個計數點，其中計數點間還有若干個點未標出，設相鄰兩個計數點間的時間間隔為T．該同學用刻度尺測出AC間的距離為S₁，BD間的距離為S₂，則打B點時小車運動的速度v_B=　　，小車運動的加速度a=　　．
（3）某實驗小組在實驗時保持砂和砂桶質量不變，改變小車質量m，分別得到小車加速度a與質量m及對應的數據如表中所示．根據表中數據，在圖丙坐標紙中作出F不變時a與m的圖象．

次數	1	2	3	4	5	6
小車加速度a/m?s﹣2	1.72	1.49	1.25	1.00	0.75	0.50
小車質量m/kg	0.29	0.33	0.40	0.50	0.71	1.00
/kg -1	3.50	3.00	2.50	2.00	1.40	1.00

 

Answer 1

（1）BC （2） 
（3）

解析試題分析：（1）該實驗應用了控制變量的思想方法，即三個物理量F、m、a，先保持F不變研究m與a的變化關系，然后先保持m不變研究F與a的變化關系；實驗時必須先接通電源后釋放小車，以保證打點計時器打第一個點時速度為零；實驗中認為細繩對小車拉力F等于砂和砂桶總重力，其前提必須保證砂和砂桶總質量遠遠小于小車的質量。選項BC正確。
（2）打B點時小車運動的速度等于AC間的平均速度，即；因為BC-AB=aT²; DC-CB=aT²，兩式相加得（BC+CD）-(AB+BC)=2aT²,即,解得；
（3）如圖所示．
考點：此題考查驗證牛頓第二定律的實驗。