Question

11．在牛頓第二定律中探究加速度與力、質量的關系實驗中，采取的是控制變量法實驗方法．如圖為“探究加速度與力、質量的關系實驗”中用打點計時器打出的一條較理想的紙帶，紙帶上A、B、C、D、E、F、G為七個相鄰的計數點，相鄰計數點間的時間間隔為0.1s，各計數點間距離如圖中所示，單位是cm．小車的加速度為1.59m/s²．

Answer 1

分析 （1）“探究加速度與力、質量的關系”的實驗，運用控制變量法探究加速度與力和質量的關系．
（2）根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小．

解答 解：（1）我們先保持小車質量m不變，研究加速度a與力F的關系，再保持F不變，研究a與m的關系…，這種實驗方法叫控制變量法；
（2）設A到B之間的距離為x₁，以后各段分別為x₂、x₃、x₄、x₅、x₆，
根據勻變速直線運動的推論公式△x=aT²可以求出加速度的大小，得：
x₄-x₁=3a₁T²
x₅-x₂=3a₂T²
x₆-x₃=3a₃T²
為了更加準確的求解加速度，我們對三個加速度取平均值，得：
a=$\frac{1}{3}$（a₁+a₂+a₃）
即小車運動的加速度計算表達式為：
a=$\frac{{x}_{DG}-{x}_{AD}}{9{T}^{2}}=\frac{0.4065-0.1315-0.1315}{0.09}$=1.59 m/s²
故答案為：（1）控制變量法；（2）1.59

點評 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，要提高應用勻變速直線的規律以及推論解答實驗問題的能力，在平時練習中要加強基礎知識的理解與應用，注意單位的換算和有效數字的保留．