Question

某同学设计了一个“探究加速度与物体所受合力F及质量m的关系”的实验．图示为实验装置简图，A为小车，B为电火花计时器，C为装有砝码的小桶，D为一端带有定滑轮的长方形木板，在实验中认为细绳对小车拉力F等于砝码和小桶的总重量．小车运动加速度a可用纸带上的点求得．
（1）关于该实验，下列说法中正确的是

BCD

A．打点计时器电源插头接低压直流电源
B．为减小小车、纸带受到摩擦力对实验的影响，可以把木板D的右端适当垫高
C．若通过作v-t图象求a，则可以更好地减小误差
D．本实验采用了控制变量的方法进行探究
（2）在“探究加速度与质量的关系”时，保持砝码和小桶质量不变，改变小车质量m，分别测得小车的加速度a与对应的质量m数据如下表：

次数	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

根据上表数据，为进一步直观反映F不变时a与m的关系，可在坐标系中选择物理量

a

和

1

m

为坐标轴建立坐标系并作出图线（选填表格中的物理量名称）．该小车受到的拉力F为

5

N．

Answer 1

分析：（1）电火花计时器打点周期等于交流电源的周期；把木板的右端适当垫高，使重力沿斜面方向的分力等于物体所受的斜面的摩擦力，以减小摩擦力对实验的影响；通过作v-t图象求a，可以减小由于测量所造成的偶然误差，可以筛选出测量错误的数据；根据F=ma可得a=

F

m

，故a与m及F都有关，只能采用控制变量法．
（2）反比例关系不容易根据图象判定，而正比例关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度（a）与小车质量的倒数

1

m

关系图象．

解答：解：（1）A、电火花计时器使用220V的高压交流电源，且打点周期等于电源的周期，故A错误．
B、为减小小车，纸带受到摩擦力对实验的影响，可以把木板的右端适当垫高，使重力沿斜面方向的分力等于物体所受的斜面的摩擦力，故B正确．
C、若通过作v-t图象求a，可以减小由于测量所造成的偶然误差，可以筛选出测量错误的数据，故C正确．
D、根据F=ma可得a=

F

m

，故当物体的质量m一定时，物体的加速度a与物体所受的合外力F成正比；当物体所受的合外力F一定时，物体的加速度a与物体的质量成反比．故由于a与m及F都有关，只能采用控制变量法．故D正确．
故选BCD．
（2）根据F=ma可得a=

F

m

，即在合外力F一定的情况，小车的加速度与小车的质量成反比即小车的加速度与小车的质量的倒数成正比，但反比例关系不容易根据图象判定，而正比例关系容易根据图象判定，故应该建立小车加速度（a）与小车质量的倒数（

1

m

）关系图象，故纵坐标为加速度a，横坐标为

1

m

．
根据F=ma可得该小车受到的拉力F为5N．
故答案为：（1）BCD；
（2）a和

1

m

，5．

点评：只有掌握了实验原理才能顺利解决此类题目，才能以不变应万变．研究变量间的关系时是要做直线图，直线形象、直观，便于说明规律．