Question

在探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系實驗中，三個小組分別采用了圖甲、圖乙、圖丙不同的實驗器材進行．乙組不同于甲組的是長木板的右端墊著小木塊，丙組不同的是用氣墊導(dǎo)軌代替長木板、數(shù)字計時器代替打點計時器（遮光條通過每個光電門需要的時間t都可以直接顯示出來）．
（1）若先探究a與F的關(guān)系，則應(yīng)保持實驗器材中

小車的質(zhì)量

不變；實驗中測F應(yīng)該測的是

重物的重力

，在三組器材中測F時產(chǎn)生系統(tǒng)誤差最大的是

甲

，乙組中采取減小系統(tǒng)誤差的關(guān)鍵是

將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡

．三個組測量了數(shù)據(jù)后描繪的a-F圖象有所不同，其中有一組得到的如圖丁所示，這是

甲

組器材測得的結(jié)果．（每空1分）
（2）用丙組做實驗時兩個光電門間距是30cm，遮光條的寬度為1cm，它通過光電門1和2時需要的時間分別顯示為0.1s和0.025s，計算小車經(jīng)過兩個光電門時的速度為v₁=

0.1

m/s，v₂=

0.4

m/s，由此計算出小車的加速度a=

0.25

m/s²．

Answer 1

分析：實驗用控制變量法探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系，用重物的重力代替拉力F，甲組沒有平衡摩擦力，光電門測量滑塊瞬時速度的原理是用極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度；然后根據(jù)運動學(xué)公式求出加速度．

解答：解：（1）實驗用控制變量法探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系，若先探究a與F的關(guān)系，則應(yīng)保持實驗器材中小車質(zhì)量不變，實驗中測F應(yīng)該測的是重物的重力，甲組沒有平衡摩擦力，所以甲組誤差最大，乙組中采取減小系統(tǒng)誤差的關(guān)鍵是將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡，保證繩子的拉力即為F，丁圖表示當(dāng)繩子有拉力時，加速度還為零，說明沒有平衡摩擦力，是甲組器材測得的結(jié)果；
（2）滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達(dá)式v₁=

d

△t1

=

0.01

0.1

=0.1m/s
經(jīng)過光電門2時的速度表達(dá)式v₂=

d

△t2

=

0.01

0.025

=0.4m/s
根據(jù)速度位移關(guān)系公式，加速度為：a=

v22-v12

2x

=

0.16-0.01

0.6

=0.25m/s2
故答案為：（1）小車的質(zhì)量；重物的重力； 甲；將木板墊成斜面使小車受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡；甲；
（2）0.1；0.4；0.25

點評：處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．明確瞬時速度的測量方法，即用極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時速度，然后根據(jù)運動學(xué)公式求解加速度．