Question

11．某实验小组利用如图1所示的装置进行“探究加速度与合外力的关系”的实验．

（1）本实验使用的实验方法是C．（选填字母代码）
A．理想实验法     B．等效替代法   C．控制变量法D．建立物理模型法
（2）为了减小误差，在平衡摩擦力后，每次实验必须通过改变钩码的个数来改变小车所受合外力，获取多组数据．若小车质量为400g，实验中每次所用的钩码总质量范围应选A组会比较合理．（填选项前的字母）
A．10g～40g         B．200g～400g       C．1000g～2000g
（3）图2中给出的是实验中获取的纸带的一部分：1、2、3、4、5是计数点，每相邻两计数点间还有4个点未标出，由该纸带可求得v₃=0.305m/s，小车的加速度a=1.07m/s²（以上两空均保留三位有效数字）．

Answer 1

分析 （1）该实验采用控制变量法．
（2）实验中为了使钩码的重力等于绳子的拉力，需满足钩码的质量远小于小车的质量．
（3）根据某段时间内的平均速度等于中间时刻的瞬时速度求出计数点3的瞬时速度，根据连续相等时间内的位移之差是一恒量求出小车的加速度．

解答 解：（1）探究加速度与合外力的关系，采用控制变量法．故选：C．
（2）平衡摩擦力后，为了使绳子的拉力等于所挂钩码的重力，则钩码的质量应远小于小车质量，故选：A．
（3）计数点3的瞬时速度${v}_{3}=\frac{{x}_{24}}{2T}=\frac{（2.55+3.55）×1{0}^{-2}}{0.2}$=0.305m/s．
根据△x=aT²，运用逐差法得，a=$\frac{{x}_{35}-{x}_{13}}{4{T}^{2}}$=$\frac{（3.55+4.72-2.55-1.44）×1{0}^{-2}}{4×0.01}$=1.07m/s²．
故答案为：（1）C，（2）A，（3）0.305，1.07．

点评 解决本题的关键掌握纸带的处理方法，会通过纸带求解瞬时速度和加速度，关键是匀变速直线运动推论的运用．