Question

在探究加速度a與力F、質(zhì)量m的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，三個(gè)小組分別采用了圖甲、圖乙、圖丙不同的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行．乙組不同于甲組的是長(zhǎng)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(zhǎng)木板、數(shù)字計(jì)時(shí)器代替打點(diǎn)計(jì)時(shí)器（遮光條通過(guò)每個(gè)光電門(mén)需要的時(shí)間t都可以直接顯示出來(lái)）．
（1）若先探究a與F的關(guān)系，則應(yīng)保持實(shí)驗(yàn)器材中

小車(chē)的質(zhì)量

不變；實(shí)驗(yàn)中測(cè)F應(yīng)該測(cè)的是

重物的重力

，在三組器材中測(cè)F時(shí)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(chē)受到的重力沿著斜面的分力與摩擦力平衡

．三個(gè)組測(cè)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(cè)得的結(jié)果．（每空1分）
（2）用丙組做實(shí)驗(yàn)時(shí)兩個(gè)光電門(mén)間距是30cm，遮光條的寬度為1cm，它通過(guò)光電門(mén)1和2時(shí)需要的時(shí)間分別顯示為0.1s和0.025s，計(jì)算小車(chē)經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)時(shí)的速度為v₁=

0.1

m/s，v₂=

0.4

m/s，由此計(jì)算出小車(chē)的加速度a=

0.25

m/s²．

Answer 1

分析：實(shí)驗(yàn)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(méi)有平衡摩擦力，光電門(mén)測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理是用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度；然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)器材中小車(chē)質(zhì)量不變，實(shí)驗(yàn)中測(cè)F應(yīng)該測(cè)的是重物的重力，甲組沒(méi)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(chē)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(shí)，加速度還為零，說(shuō)明沒(méi)有平衡摩擦力，是甲組器材測(cè)得的結(jié)果；
（2）滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度表達(dá)式v₁=

d

△t1

=

0.01

0.1

=0.1m/s
經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)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(chē)的質(zhì)量；重物的重力； 甲；將木板墊成斜面使小車(chē)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(diǎn)評(píng)：處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．明確瞬時(shí)速度的測(cè)量方法，即用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度．