Question

（2011?門頭溝區一模）（1）甲同學采用如圖1所示的裝置驗證規律：“物體所受合力一定，其加速度與質量成反比”．實驗時，打點計時器接在頻率為50Hz的交流電源上．平衡好摩擦力后開始實驗．

①該實驗要保持配重物體（包括托盤）的重力不變，這種物理方法屬于

A

A．控制變量法   B．微元法   C．理想化方法    D．極限法
②圖2為某次實驗得到的紙帶，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出．計數點F到計數點O之間的距離為

9.40

 cm，相鄰計數點之間的時間間隔為T=

0.1

s，打點計時器打C點時，小車的速度為

0.16

m/s；（小車的速度，結果保留二位有效數字）
③為了測量此次小車運動的加速度a，下面給出的幾個計算加速度a的關系式中正確的是

BCD

A.a=

OB-OA

T2

   B.a=

AB-OA

T2

C.a=

CD-OA

3T2

   D.a=

CF-OC

(3T)2

④圖3中她已把實驗結果標在坐標系中，請根據她的實驗結果，求出該實驗配重物體（包括托盤）的質量m₀=

4.5×10^-2㎏

（取重力加速度g=10m/s²，計算結果保留兩位有效數字）
（2）乙同學利用圖1的裝置驗證規律：“物體的質量一定，其加速度與合力成正比”．
①為了消除小車與水平木板之間摩擦力的影響，將不帶滑輪的木板一端適當墊高，下面能夠使墊高“適當”的是

C

．
A．使小車在配重拉動下恰好做勻速運動
B．使小車在配重拉動下恰好做勻加速運動
C．在不掛配重的情況下使小車恰好做勻速運動
D．在不掛配重的情況下使小車恰好做勻加速運動
②乙同學保持小車質量不變，改變配重（包括托盤）的重力G，測出小車相應的加速度a后，做出a-G圖象如圖4所示，已知三個坐標值a₀、a₁、G₁，則下列判斷中正確的是

AD

．
A．圖象不過坐標原點，是由于墊高過大
B．圖象不過坐標原點，是配重（包括托盤）的重力G過大
C．小車加速度a₁可能是12m/s²
D．可以求出小車的質量．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．根據勻變速直線運動中時間中點的速度等于該過程中的平均速度，可以求出打紙帶上記數點時的瞬時速度大小，根據△x=aT²求加速度．

解答：解：（1）①該實驗要保持配重物體（包括托盤）的重力不變，這種物理方法屬于控制變量法，故選A．
②圖2為某次實驗得到的紙帶，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出．計數點F到計數點O之間的距離為9.40 cm，相鄰計數點之間還有4個計時點沒有標出，
相鄰計數點之間的時間間隔為T=0.1s
中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度：
v_C=

xBD

tBD

=0.16m/s
③根據△x=aT²得
A、a=

OB-OA

T2

，故A錯誤
B.a=

AB-OA

T2

故B正確
C.a=

CD-OA

3T2

   故C正確
D.a=

CF-OC

(3T)2

 故D正確
故選BCD．
④根據F=Ma得
a=

F

M

，所以a-

1

M

的圖象的斜率k=F
根據圖象解得F=4.5N
根據實驗原理，小車的合力就是配重物體（包括托盤）的重力，即m₀=4.5×10^-2㎏
（2）①將不帶滑輪的木板一端適當墊高，在不掛鉤碼的情況下使小車恰好做勻速運動，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車的合力就是繩子的拉力．故選C．
②A、圖中沒有拉力時就產生了加速度，說明平衡摩擦力時木板傾角過大．即墊高過大，故A正確，B錯誤
C、以整體為研究對象有mg=（m+M）a
a=

mg

(m+M)

＜g，故C錯誤
D、根據a=

1

M

?F
所以a-G圖象的斜率就是小車的質量的倒數，故D正確
故選AD．
故答案為：（1）①A  ②9.40，0.1，0.16③BCD，④4.5×10^-2㎏（4.3×10^-2㎏～4.7×10^-2㎏均給分）
（2）①C ②AD

點評：只要真正掌握了實驗原理就能順利解決此類實驗題目，而實驗步驟，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．