Question

某同學設計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質量m的關系”的實驗．圖示為實驗裝置簡圖，A為小車，B為電火花計時器，C為裝有砝碼的小桶，D為一端帶有定滑輪的長方形木板，在實驗中認為細繩對小車拉力F等于砝碼和小桶的總重量．小車運動加速度a可用紙帶上的點求得．
（1）關于該實驗，下列說法中正確的是

BCD

A．打點計時器電源插頭接低壓直流電源
B．為減小小車、紙帶受到摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的右端適當墊高
C．若通過作v-t圖象求a，則可以更好地減小誤差
D．本實驗采用了控制變量的方法進行探究
（2）在“探究加速度與質量的關系”時，保持砝碼和小桶質量不變，改變小車質量m，分別測得小車的加速度a與對應的質量m數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5
a（m/s2）	1.25	1.00	0.80	0.50	0.40
m（kg）	0.400	0.500	0.625	1.000	1.250
1 m （kg-1）	2.5	2.0	1.6	1.0	0.8

根據(jù)上表數(shù)據(jù)，為進一步直觀反映F不變時a與m的關系，可在坐標系中選擇物理量

a

和

1

m

為坐標軸建立坐標系并作出圖線（選填表格中的物理量名稱）．該小車受到的拉力F為

5

N．

Answer 1

分析：（1）電火花計時器打點周期等于交流電源的周期；把木板的右端適當墊高，使重力沿斜面方向的分力等于物體所受的斜面的摩擦力，以減小摩擦力對實驗的影響；通過作v-t圖象求a，可以減小由于測量所造成的偶然誤差，可以篩選出測量錯誤的數(shù)據(jù)；根據(jù)F=ma可得a=

F

m

，故a與m及F都有關，只能采用控制變量法．
（2）反比例關系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關系容易根據(jù)圖象判定，故應該建立小車加速度（a）與小車質量的倒數(shù)

1

m

關系圖象．

解答：解：（1）A、電火花計時器使用220V的高壓交流電源，且打點周期等于電源的周期，故A錯誤．
B、為減小小車，紙帶受到摩擦力對實驗的影響，可以把木板的右端適當墊高，使重力沿斜面方向的分力等于物體所受的斜面的摩擦力，故B正確．
C、若通過作v-t圖象求a，可以減小由于測量所造成的偶然誤差，可以篩選出測量錯誤的數(shù)據(jù)，故C正確．
D、根據(jù)F=ma可得a=

F

m

，故當物體的質量m一定時，物體的加速度a與物體所受的合外力F成正比；當物體所受的合外力F一定時，物體的加速度a與物體的質量成反比．故由于a與m及F都有關，只能采用控制變量法．故D正確．
故選BCD．
（2）根據(jù)F=ma可得a=

F

m

，即在合外力F一定的情況，小車的加速度與小車的質量成反比即小車的加速度與小車的質量的倒數(shù)成正比，但反比例關系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關系容易根據(jù)圖象判定，故應該建立小車加速度（a）與小車質量的倒數(shù)（

1

m

）關系圖象，故縱坐標為加速度a，橫坐標為

1

m

．
根據(jù)F=ma可得該小車受到的拉力F為5N．
故答案為：（1）BCD；
（2）a和

1

m

，5．

點評：只有掌握了實驗原理才能順利解決此類題目，才能以不變應萬變．研究變量間的關系時是要做直線圖，直線形象、直觀，便于說明規(guī)律．