Question

某小组“验证牛顿第二定律”的实验装置如图1，长木板固定在水平桌面上，一端装有定滑轮；木板上有一滑块，其一端与电磁打点计时器的纸带相连，另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接．
（1）该小组研究加速度和拉力关系时，得到的图象将会是图2中：

 

（2）图3给出的是实验中获取的一条纸带的一部分：1、2、3、4、5、6、7是计数点每相邻两计数点间还有4个打点（图中未标出），计数点间的距离如图所示．根据图中数据计算的加速度a=

 

m/s² （保留三位有效数字）．
（3）某同学在研究加速度和质量关系时，记录如表数据，请在图4的坐标纸中选择合理的坐标，描出相关图线，并可以由图线可以得到实验结论：

 

．

次数	1	2	3	4	5
质量m/g	200	300	400	500	600
加速度a/m˙s-2	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33

Answer 1

分析：1、该实验需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，当有较小拉力时，物体仍然处于静止状态，即加速度为零．
2、根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小．
3、为研究a与m的关系，作a与

1

m

关系关系图线．

解答：解：（1）该实验需要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，当有较小拉力时，物体仍然处于静止状态，即加速度为零．
所以得到的图象在横轴有截距，故选：B．
（2）由于每相邻两个计数点间还有4个点没有画出，所以相邻的计数点间的时间间隔T=0.1s，
设1到2之间的距离为x₁，以后各段分别为x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根据匀变速直线运动的推论公式△x=aT²可以求出加速度的大小，
得：x₄-x₁=3a₁T² 
x₅-x₂=3a₂T² 
 x₆-x₃=3a₃T² 
为了更加准确的求解加速度，我们对三个加速度取平均值
得：a=

1

3

（a₁+a₂+a₃）
即小车运动的加速度计算表达式为：a=

x47-x14

9T2

=

0.0339+0.0388+0.0437-0.0288-0.0240-0.0189

0.09

m/s²=0.500m/s²
（3）为研究a与m的关系，作a与

1

m

关系关系图线．

实验次数	1	2	3	4	5
质量（g）	200	300	400	500	600
小车加速度（m/s2）	1.00	0.67	0.50	0.40	0.33
质量倒数 （kg-1）	5.00	3.33	2.50	2.00	1.67

?
可以得出的结论是在误差允许的范围内，保持外力不变，物体的加速度与质量成反比．
故答案为：（1）B
（2）0.500
（3）如图，保持外力不变，物体的加速度与质量成反比．

点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理以及注意事项，尤其是理解平衡摩擦力的操作和要求的含义．要提高应用匀变速直线的规律以及推论解答实验问题的能力，在平时练习中要加强基础知识的理解与应用．