Question

9．用如图1所示装置来完成“探究加速度与力、质量的关系”实验．

①下列操作需要且正确的有．BC
A．将长木板的带定滑轮的一端适当垫高，以消除摩擦力的影响
B．用天平测出小车的质量M和钩码的质量m，当M远大于m时，可认为小车受到的拉力F=mg
C．正确安装好装置后，将小车停在靠近打点计时器处，接通电源待计时器工作稳定后再释放小车
D．选取点迹清晰的纸带，必须以打的第一个点为计数起始点进行测量
②某小组的同学在用该实验装置探究加速度与质量之间的关系，保持拉力不变，改变小车的质量，打出的纸带如图2，O为计数起始点，选取的测量点为1、2、3、4、5、6，相邻两点之间还有四个点没标出，纸带上标出了各测量点到O点的距离，打点计时器的工作频率为50Hz．

实验次数	1	2	3	4	5	6
小车质量M/kg	0.200	0.300	0.400	0.500	0.600	0.700
小车加速度a/m﹒s-2	1.99	1.32	？	0.800	0.670	0.570
小车质量的倒数$\frac{1}{M}$/kg-1	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67	1.43

得到的数据记录在上表中，第3次实验测得小车的加速度是0.99 m/s²．（纸带如图2）根据实验测得的数据，为探究加速度与质量的关系，请在图3中建立合理的坐标系，描出相应的关系图象．
根据图象可知：在物体所受外力一定时，物体的加速度与质量成反比．

Answer 1

分析 ①在“探究小车速度随时间变化的规律”的实验中应联系实际做实验的过程，结合注意事项：使小车停在靠近打点计时器处，接通电源，放开小车，让小车运动．
②根据在匀变速直线运动中，某点的瞬时速度大小等于该过程中的平均速度大小可以求出各点的瞬时速度大小，利用逐差法可以求出加速度的大小，根据描点法作出图象．

解答 解：①A、将长木板的不带定滑轮的一端适当垫高，以平衡摩擦力，故A错误；
B、本题实验要求M远元大于m，只有满足这个条件，才可认为小车受到的拉力F=mg，故B正确；
C、实验时，先接通电源，后放开小车，故C正确；
D、选取点迹清晰的纸带，不一定以打的第一个点为计数起始点进行测量，故D错误．故选：BC
②图中各点为每打5个点标出的计数点，则T=0.1s，
根据作差法得加速度为：a=$\frac{{（x}_{4}+{x}_{5}+{x}_{6}）-（{x}_{1}+{x}_{2}+{x}_{3}）}{9{T}^{2}}$≈0.99m/s²；
根据描点法作出a-$\frac{1}{M}$图象，如图所示：
根据图象可知：在物体所受外力一定时，物体的加速度与质量成反比．
故答案为：①BC；②0.99；如图所示；成反比．

点评 纸带法实验中，若纸带匀变速直线运动，测得纸带上的点间距，利用匀变速直线运动的公式，可计算出打出某点时纸带运动的瞬时速度和加速度，明确实验原理，正确理解实验中具体操作的含义，加强基本物理规律在实验中的应用．