Question

某同學(xué)設(shè)計了一個“探究加速度與物體所受合力F及質(zhì)量m的關(guān)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(guān)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(zhì)量的關(guān)系”時，保持砝碼和小桶質(zhì)量不變，改變小車質(zhì)量m，分別測得小車的加速度a與對應(yīng)的質(zhì)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(guān)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(guān)，只能采用控制變量法．
（2）反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)

1

m

關(guān)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(zhì)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(zhì)量成反比．故由于a與m及F都有關(guān)，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(zhì)量成反比即小車的加速度與小車的質(zhì)量的倒數(shù)成正比，但反比例關(guān)系不容易根據(jù)圖象判定，而正比例關(guān)系容易根據(jù)圖象判定，故應(yīng)該建立小車加速度（a）與小車質(zhì)量的倒數(shù)（

1

m

）關(guān)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(yīng)萬變．研究變量間的關(guān)系時是要做直線圖，直線形象、直觀，便于說明規(guī)律．