在探究加速度與力質量實驗裝置

Ⅰ 在「探究加速度與力、質量的關系」的實驗中，採用如圖所示的裝置．（1）本實驗應用的實驗方法是______．A

（1）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變數法，故BC錯誤，A正確．
故選：A．
（2）A、在該實驗中，我們認為繩子的拉力就等於小車所受的合外力，故在平衡摩擦力時，細繩的另一端不能懸掛裝砂的小桶，故A錯誤．
B、由於平衡摩擦力之後有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以無論是否改變小車的質量，小車所受的滑動摩擦力都等於小車的重力沿斜面的分力，改變小車質量時不需要重新平衡摩擦力，故B正確．
C、實驗時應先接通電源然後再放開小車，故C錯誤．
D、小車的加速度應根據打點計時器打出的紙帶求出，不能由牛頓第二定律求出，故D錯誤；
故選：B．
（3）由於每相鄰兩個計數點間還有4個點沒有畫出，所以相鄰的計數點間的時間間隔T=0.1s，
設第一個計數點到第二個計數點之間的距離為x₁，以後各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據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：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加准確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：a=

(0.0895+0.0961+0.1026)?(0.0705+0.0768+0.0833)

9×0.01

m/s²=0.64m/s²．
（4）由圖象可知，a-F圖象在a軸上有截距，這是由於平衡摩擦力過度造成的
故答案為：（1）A
（2）B
（3）0.64
（4）平衡摩擦力過度造成的

Ⅱ 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中，採用如圖所示的實驗裝置．（1）本實驗採用的實驗方法是______A

（1）該實驗是探究加速度與力、質量的三者關系，研究三者關系必須運用控制變版量法權，故BC錯誤，A正確．
故選A．
（2）A、該實驗採用的是控制變數法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關系，在探究加速度與質量的關系時，應保持拉力的大小不變，故A錯誤；
B、在探究加速度與外力的關系時，應該保持小車的質量不變，故B錯誤；
C、要直觀的反映兩個量之間的關系，可以通過作圖來解決．但是只有作出一條直線，才可以直觀的反映兩個變數之間的關系．在探究加速度a與質量m的關系時，為了直觀判斷二者間的關系，應作出a-

1

m

圖象，故C正確；
D、設小車的質量為M，砝碼盤和砝碼的質量為m，設繩子上拉力為F，
以整體為研究對象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

以M為研究對象有繩子的拉力F=Ma=

M

m+M

mg
顯然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m時才可以認為繩對小車的拉力大小等於盤和盤中砝碼的重力．故D錯誤．
E、平衡摩擦力時不能將砝碼盤及盤內砝碼通過定滑輪系在小車上，故E錯誤．
故選C．

Ⅲ 在「探究加速度與力、質量的關系」的實驗中，採用下圖所示的裝置．（1）本實驗應用的實驗方法是：______A

（1）在「探究加速度與力、質量的關系」的實驗中，研究一個物理量與另外兩個物理量之間的關系，需先控制一個量不變，這種實驗方法叫控制變數法．
故選：A．
（2）A、平衡摩擦力時紙帶連接在小車上並穿過打點計時器，輕推小車，小車做勻速直線運動，則摩擦力得到平衡，不能將重物用細線通過定滑輪系在小車上．故A錯誤，B正確．
C、每次改變小車的質量，不需要重新平衡摩擦力．故C正確．
D、實驗時，應先接通電源，在釋放小車．故D錯誤．
故選：BC．
故答案為：（1）A；（2）BC．

Ⅳ 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中，實驗裝置如圖所示，在改變小車的質量M或沙桶和沙的總質量m時，

設繩子上拉力為F，則對小車利用牛頓第二定律得：
F=Ma ①
對沙桶和沙有：
mg-F=ma ②
聯立①②得：F＝

mg

1+ m M

，由此可知當M＞＞m時，可以將砝碼和盤的重力近似看作小車的牽引力．
該實驗採用的是控制變數法研究，即保持一個量不變，研究其他兩個量之間的關系，在探究加速度與力的關系時，要控制小車質量不變而改變拉力大小；探究加速度與質量關系時，應控制拉力不變而改變小車質量；故ABD錯誤，C正確．
故答案為：使小車所受的合力大小等於沙桶和沙的總重力mg，C．

Ⅳ 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中，實驗裝置如圖1所示（1）為了探究加速度與力的關系，應保持____

（1）該同學要探究小車的加速度a和力F的關系，應該保持質量M不變；作出a-F圖象；
（2）要探究小車的加速度a和質量m的關系，應該保持細線對車的拉力F不變，做出a?

1

m

圖象；
（3）為減小實驗誤差，盤和砝碼的質量應比小車的質量小得多，才可以用盤和砝碼的重力來表示小車的拉力，．
（4）每打五個點取一個計數點，又因打點計時器每隔0.02s打一個點，所以相鄰兩計數點間的時間T=0.1s；
根據勻變速直線運動中時間中點的速度等於該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上3點時小車的瞬時速度大小．
v₃=

x24

t24

=

0.0400+0.0519

0.2

=0.46m/s
根據紙帶的數據得相鄰的相等的時間間隔位移之差幾乎相等，所以小車做的為勻加速直線運動．
設0到1之間的距離為x₁，以後各段分別為x₂、x₃、x₄，
根據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
為了更加准確的求解加速度，我們對兩個加速度取平均值
得：a=

1

2

（a₁+a₂）
即a=

(0.04+0.0519)?(0.016+0.0281)

4×(0.1)2

m/s²=1.2m/s²
故答案為：（1）質量；a-F；（2）力；a?

1

m

（3）小；（4）0.1；0.46；勻加速；1.2

Ⅵ 在《探究加速度與物體質量和受力的關系》實驗中，裝置如圖所示．（1）實驗裝置中所用打點計時器應接_____

（1）實驗裝置中所用打點計時器應接交流電源，故選：B．
（2）開始記錄時，應先給打點計時器通電，然後再釋放重錘，讓它帶著紙帶一同落下，如果先放開紙帶讓重物下落，再接通打點計時時器的電源，由於重物運動較快，不利於數據的採集和處理，會對實驗產生較大的誤差．故選：A．
（3）探究加速度與力的關系時，要控制小車質量不變而改變拉力大小；
探究加速度與質量關系時，應控制拉力不變而改變小車質量；
這種實驗方法是控制變數法，故選：A．
（4）平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運動，讓重力沿斜面的分力等於小車受到的摩擦力．
當每次改變重物的質量時，不需要重新調節木板的傾角，即不要重新平衡摩擦力．故選：B．
故答案為：（1）B；（2）A；（3）A；（4）B．

Ⅶ 在「探究加速度與力、質量的關系」實驗中，實驗裝置如圖1所示（1）為了探究加速度與力的關系，應保持____

（1）為了探究加速度與力的關系，應保持m一定，研究a-F關系；
（2）為了探究加速度與質量的關系，應保持F一定，研究a-

1

m

關系；
（3）由於盤和砝碼加速下降，是失重，故拉力小於其重力，只有加速度較小時，可以認為盤和砝碼的重力等於拉力；故要控制小車的質量遠大於盤和砝碼的質量；
（4）計時器打點的時間間隔為0.02s，每五個點取一個計數點，則相鄰兩計數點間的時間間隔為0.1s；
根據時間中點的瞬時速度等於該過程的平均速度v₃=

x24

2T

=

(4+5.19)×0.01

2×0.1

=0.46m/s；
在連續相等的時間間隔內，位移之差為一個恆量（在誤差允許范圍內），故是勻加速直線運動；
故答案為：
（1）質量；a-F；
（2）力；a?

1

m

；
（3）小；
（4）0.1，0.46，勻加速．