问题 问答题

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中,某小组设计了如图所示的实验装置.图中上下两层水平轨道表面光滑,两小车前端系上细线,细线跨过滑轮并挂上砝码盘,将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力,两小车尾部细线连到控制装置上,实验时通过控制装置使两小车同时开始运动,并同时停止.

(1)本实验可通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小,即

a1
a2
=
s1
s2
,请写出推导过程______.

(2)在安装实验装置时,应调整滑轮的高度,使______;在实验时,为减小误差,应使砝码盘和砝码的总质量______小车的质量(选填“远大于”、“远小于”或“等于”).

(3)实验中获得数据如下表所示:(小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g)通过分析,可知表中第______次实验数据存在明显错误,应舍弃.

实验次数小车合外力F/N位移s/cm
10.123.36
0.246.51
20.229.04
0.343.63
30.341.16
0.444.80
40.436.43
0.545.56

答案

(1)两小车均做初速度为零的匀加速直线运动,根据公式s=

1
2
at2有:

对小车1:s1=

1
2
a1t2    ①

对小车2:s2=

1
2
a2t2    ②

由于:t1=t2                ③

联立①②③得

a1
a2
=
s1
s2

故具体推导过程可为:s1=

1
2
a1t2s2=
1
2
a2t2
,t1=t2得:
a1
a2
=
s1
s2

(2)操作中为了使绳子上的拉力等于小车所受外力大小,应该使小车与滑轮之间的细线与轨道平行;

在该实验中实际是:mg=(M+m)a,要满足mg=Ma,应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量.

故答案为:使细绳与木板保持平行;远小于.

(3)两小车从静止开始作匀加速直线运动,且两小车的运动时间相等,所以两小车的位移之比等于加速度之比,即位移与所受合外力成正比,所以拉力之比应该近似等于位移之比,从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误,应舍弃.

故答案为:3.

单项选择题
单项选择题