在探究加速度与力质量实验装置

Ⅰ 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用如图所示的装置．（1）本实验应用的实验方法是______．A

（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变量法，故BC错误，A正确．
故选：A．
（2）A、在该实验中，我们认为绳子的拉力就等于小车所受的合外力，故在平衡摩擦力时，细绳的另一端不能悬挂装砂的小桶，故A错误．
B、由于平衡摩擦力之后有Mgsinθ=μMgcosθ，故tanθ=μ．所以无论是否改变小车的质量，小车所受的滑动摩擦力都等于小车的重力沿斜面的分力，改变小车质量时不需要重新平衡摩擦力，故B正确．
C、实验时应先接通电源然后再放开小车，故C错误．
D、小车的加速度应根据打点计时器打出的纸带求出，不能由牛顿第二定律求出，故D错误；
故选：B．
（3）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
设第一个计数点到第二个计数点之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

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

9×0.01

m/s²=0.64m/s²．
（4）由图象可知，a-F图象在a轴上有截距，这是由于平衡摩擦力过度造成的
故答案为：（1）A
（2）B
（3）0.64
（4）平衡摩擦力过度造成的

Ⅱ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，采用如图所示的实验装置．（1）本实验采用的实验方法是______A

（1）该实验是探究加速度与力、质量的三者关系，研究三者关系必须运用控制变版量法权，故BC错误，A正确．
故选A．
（2）A、该实验采用的是控制变量法研究，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系，在探究加速度与质量的关系时，应保持拉力的大小不变，故A错误；
B、在探究加速度与外力的关系时，应该保持小车的质量不变，故B错误；
C、要直观的反映两个量之间的关系，可以通过作图来解决．但是只有作出一条直线，才可以直观的反映两个变量之间的关系．在探究加速度a与质量m的关系时，为了直观判断二者间的关系，应作出a-

1

m

图象，故C正确；
D、设小车的质量为M，砝码盘和砝码的质量为m，设绳子上拉力为F，
以整体为研究对象有mg=（m+M）a
解得a=

mg

m+M

以M为研究对象有绳子的拉力F=Ma=

M

m+M

mg
显然要有F=mg必有m+M=M，故有M＞＞m，即只有M＞＞m时才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．故D错误．
E、平衡摩擦力时不能将砝码盘及盘内砝码通过定滑轮系在小车上，故E错误．
故选C．

Ⅲ 在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，采用下图所示的装置．（1）本实验应用的实验方法是：______A

（1）在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中，研究一个物理量与另外两个物理量之间的关系，需先控制一个量不变，这种实验方法叫控制变量法．
故选：A．
（2）A、平衡摩擦力时纸带连接在小车上并穿过打点计时器，轻推小车，小车做匀速直线运动，则摩擦力得到平衡，不能将重物用细线通过定滑轮系在小车上．故A错误，B正确．
C、每次改变小车的质量，不需要重新平衡摩擦力．故C正确．
D、实验时，应先接通电源，在释放小车．故D错误．
故选：BC．
故答案为：（1）A；（2）BC．

Ⅳ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图所示，在改变小车的质量M或沙桶和沙的总质量m时，

设绳子上拉力为F，则对小车利用牛顿第二定律得：
F=Ma ①
对沙桶和沙有：
mg-F=ma ②
联立①②得：F＝

mg

1+ m M

，由此可知当M＞＞m时，可以将砝码和盘的重力近似看作小车的牵引力．
该实验采用的是控制变量法研究，即保持一个量不变，研究其他两个量之间的关系，在探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量；故ABD错误，C正确．
故答案为：使小车所受的合力大小等于沙桶和沙的总重力mg，C．

Ⅳ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示（1）为了探究加速度与力的关系，应保持____

（1）该同学要探究小车的加速度a和力F的关系，应该保持质量M不变；作出a-F图象；
（2）要探究小车的加速度a和质量m的关系，应该保持细线对车的拉力F不变，做出a?

1

m

图象；
（3）为减小实验误差，盘和砝码的质量应比小车的质量小得多，才可以用盘和砝码的重力来表示小车的拉力，．
（4）每打五个点取一个计数点，又因打点计时器每隔0.02s打一个点，所以相邻两计数点间的时间T=0.1s；
根据匀变速直线运动中时间中点的速度等于该过程中的平均速度，可以求出打纸带上3点时小车的瞬时速度大小．
v₃=

x24

t24

=

0.0400+0.0519

0.2

=0.46m/s
根据纸带的数据得相邻的相等的时间间隔位移之差几乎相等，所以小车做的为匀加速直线运动．
设0到1之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₃-x₁=2a₁T²
x₄-x₂=2a₂T²
为了更加准确的求解加速度，我们对两个加速度取平均值
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
故答案为：（1）质量；a-F；（2）力；a?

1

m

（3）小；（4）0.1；0.46；匀加速；1.2

Ⅵ 在《探究加速度与物体质量和受力的关系》实验中，装置如图所示．（1）实验装置中所用打点计时器应接_____

（1）实验装置中所用打点计时器应接交流电源，故选：B．
（2）开始记录时，应先给打点计时器通电，然后再释放重锤，让它带着纸带一同落下，如果先放开纸带让重物下落，再接通打点计时时器的电源，由于重物运动较快，不利于数据的采集和处理，会对实验产生较大的误差．故选：A．
（3）探究加速度与力的关系时，要控制小车质量不变而改变拉力大小；
探究加速度与质量关系时，应控制拉力不变而改变小车质量；
这种实验方法是控制变量法，故选：A．
（4）平衡摩擦力就是让小车在无拉力的作用下做匀速直线运动，让重力沿斜面的分力等于小车受到的摩擦力．
当每次改变重物的质量时，不需要重新调节木板的倾角，即不要重新平衡摩擦力．故选：B．
故答案为：（1）B；（2）A；（3）A；（4）B．

Ⅶ 在“探究加速度与力、质量的关系”实验中，实验装置如图1所示（1）为了探究加速度与力的关系，应保持____

（1）为了探究加速度与力的关系，应保持m一定，研究a-F关系；
（2）为了探究加速度与质量的关系，应保持F一定，研究a-

1

m

关系；
（3）由于盘和砝码加速下降，是失重，故拉力小于其重力，只有加速度较小时，可以认为盘和砝码的重力等于拉力；故要控制小车的质量远大于盘和砝码的质量；
（4）计时器打点的时间间隔为0.02s，每五个点取一个计数点，则相邻两计数点间的时间间隔为0.1s；
根据时间中点的瞬时速度等于该过程的平均速度v₃=

x24

2T

=

(4+5.19)×0.01

2×0.1

=0.46m/s；
在连续相等的时间间隔内，位移之差为一个恒量（在误差允许范围内），故是匀加速直线运动；
故答案为：
（1）质量；a-F；
（2）力；a?

1

m

；
（3）小；
（4）0.1，0.46，匀加速．