如图甲所示是某同学设计的“探究加速度a与力F、质量m的关系”的实验装置图,实验中认为细绳对小车拉力F等于砂和砂桶总重力,

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  • 解题思路:解决实验问题首先要掌握该实验原理,了解实验的操作步骤和注意事项.该实验采用的是控制变量法研究,其中加速度、质量、合力三者的测量很重要.

    利用中点时刻的速度等于这段时间内的平均速度,并由

    a=

    △x

    T

    2

    可求得加速度;

    根据表格数据,找出规律,并作出a与[1/m]的图象,借助于数学知识,得出图象的含义.

    (1)A、该实验的研究对象是小车,采用控制变量法研究,故A错误,B正确;

    C、只有先接通电源后释放纸带,因为如果先释放纸带再去接通电源的话,物体已经向前走了一段距离了,甚至纸带已经全部通过打点计时器了(自由落体很快的),这样如何在纸带上打点呢,故C正确;

    D、当质量一定时,研究小车的加速度和小车所受合力的关系.那么小车的合力怎么改变和测量呢?为消除摩擦力对实验的影响,可以把木板D的左端适当垫高,以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消,那么小车的合力就是绳子的拉力.

    设小车的质量为M,砝码和小桶的质量为m,根据牛顿第二定律得:

    对m:mg-F=ma

    对M:F=Ma

    解得:F=[mMg/m+M]=[mg

    1+

    m/M],

    当m<<M时,即当砝码和小桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于砝码和小桶的总重力;故D错误.

    故选:BC

    (2)相邻两个计数点间的时间间隔为T.该同学用刻度尺测出AC间的距离为S1,BD间的距离为S2,则打B点时小车运动的速度,

    根据匀变速直线运动规律知道3点的瞬时速度等于A点到C点的平均速度.

    vAC=

    S1

    2T

    由a=

    △x

    T2可求得加速度a=

    SBC−SAB

    T2+

    SCD−SBC

    T2

    2=

    S2−S1

    2T2.

    (3)直观反映两个物理量的关系是要找出这两个量的线性关系,即画出直线图象.见图

    故答案为:(1)BC (2)

    S1

    2T

    S2−S1

    2T2

    (3)如上图所示.

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 书本上的实验,我们要从实验原理、实验仪器、实验步骤、实验数据处理、实验注意事项这几点去搞清楚.

    能够把所学的物理规律运用到实验问题中.纸带法实验中,若纸带匀变速直线运动,测得纸带上的点间距,利用匀变速直线运动的两个推论vt2=.v和△x=at2,可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度.

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