Question

在“探究小車加速度與質(zhì)量、合力的關(guān)系”的實驗中，
（1）實驗中，所用到的物理方法是

控制變量法

（2）對小車進行平衡摩擦力操作：調(diào)節(jié)導(dǎo)軌的傾角，使小車

剛好能沿導(dǎo)軌勻速下滑

（3）為了減小實驗誤差，應(yīng)該使小車的總質(zhì)量

遠大于

鉤碼和桶的總質(zhì)量．（填“遠大于”、或“遠小于”）
（4）某學(xué)生在平衡摩擦力時，把導(dǎo)軌一端墊得過低，使得傾角偏小，他所得的a-F關(guān)系可用哪根圖線表示（圖中，a是小車的加速度，F(xiàn)是細線作用小車的拉力）

D

（5）在小車合外力一定的情況下，為了直觀研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，應(yīng)該作出加速度與

質(zhì)量倒數(shù)

的圖象．
（6）得到一條小車運動的紙帶，紙帶上兩相鄰計數(shù)點的時間間隔為T=0.1s，兩相鄰計數(shù)點的位移S₃=7.33cm，S₄=8.95cm，則A點瞬時速度的大小是

0.81

m/s，加速度的大小是

1.62

m/s²．（結(jié)果保留兩位小數(shù)）

Answer 1

分析：（1）在探究小車加速度與質(zhì)量、合力的關(guān)系時，先控制質(zhì)量不變，探究加速度與合力的關(guān)系，然后控制合力不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．采取的物理方法為控制變量法．
（2）平衡摩擦力時，讓小車剛好能沿軌道下滑，重力的分力等于摩擦力．
（3）在運動的過程，實際上重物的重力不等于繩子的拉力．整體做勻加速運動，整體的加速度a=

mg

M+m

，再隔離對小車分析，拉力F=Ma=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

．可知m遠小于M時，繩子拉力等于m的重力．
（4）平衡摩擦力時，把導(dǎo)軌一端墊得過低，使得傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0，當(dāng)拉力達到一定程度，小車才開始運動．
（5）在合力一定的情況下，因為加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖線為曲線，無法確定其關(guān)系，而加速度與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系是直線，可以確定其關(guān)系．
（6）通過某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求A點的速度，根據(jù)△x=aT²求出加速度．

解答：解：（1）實驗中研究一個物理量與兩個物理量的關(guān)系，所以要采用控制變量法．
（2）平衡摩擦力時，讓小車剛好能沿軌道下滑，使重力的分力等于摩擦力．
（3）對重物和小車整體研究，再隔離對小車分析，得出繩子的拉力F=

Mmg

M+m

=

mg

1+ m M

，知小車的總質(zhì)量遠大于鉤碼和桶的總質(zhì)量時，繩子的拉力等于鉤碼和桶的總重力．
（4）傾角偏小，平衡摩擦力不徹底，知有拉力時，加速度仍然為0．故選D．
（5）加速度與質(zhì)量的關(guān)系圖線為曲線，無法確定其關(guān)系，而加速度與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系是直線，知加速度與質(zhì)量成反比，所以作加速度與質(zhì)量倒數(shù)圖象．
（6）vA=

S3+S4

2T

=

(7.33+8.95)×10-2

0.2

=0.814m/s=0.81m/s．
a=

△x

T2

=

s4-s3

T2

=1.62m/s2．
故本題答案：（1）控制變量法．（2）剛好能沿導(dǎo)軌勻速下滑．（3）遠大于．（4）D．（5）質(zhì)量倒數(shù)．（6）0.81，1.62．

點評：解決本題的關(guān)鍵掌握求解瞬時速度和加速度的方法，通過某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度求A點的速度，根據(jù)△x=aT²求出加速度．