Question

如图甲所示某同学设计了用光电门传感器“探究小车的加速度与小车所受拉力及质量关系”的实验．

(1)如图甲所示，在小车上固定宽度为L的挡光片，将两个光电门传感器固定在相距为d的轨道上，释放小车，传感器记录下小车经过光电门的时间t₁、t₂，可以测得小车的加速度a＝______(用题中的符号L、d，t₁、t₂表示)．

(2)在该实验中必须采用______法(填物理方法)，应保持_____不变，通过改变钩码的个数来改变小车所受的拉力大小，研究加速度a随拉力F变化的规律．

(3)甲同学由于实验时没有注意始终满足M≫m的条件(m为钩码的质量)，结果得到的图象应是下图中的_____．

A.  B.  C.  D.

(4)乙、丙两名同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a－F图线如图乙所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同______________

Answer

控制变量 小车质量 D 小车的质量不同

【解析】

(1)数字计时器记录通过光电门的时间，

小车经过光电门时的瞬间速度为 与 ；

根据匀变速直线运动的速度位移公式 ，

解得：．

(2)在本实验操作中，采用了“控制变量法”，即先保持一个变量不变，看另外两个变量之间的关系，具体操作是：先不改变小车质量，研究加速度与力的关系；再不改变小车受力，研究加速度与质量的关系，最后归纳出加速度、力、质量三者间的关系；

(3)随着 增大，小车质量在减小，因此小车质量不再满足远大于钩码的质量，若小车质量远小于钩码质量时，小车的加速度不可能一直均匀增大，加速度的增大幅度将逐渐减小，故A、B、C错误，D正确；

(4)由图可知在拉力相同的情况下，根据，即图象的斜率等于小车的质量，所以两人的实验中小车的质量不同．