Question

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

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 a 1 a 2 = s 1 s 2 ，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 1 Ⅰ 0.1 23.36 Ⅱ 0.2 46.51 2 Ⅰ 0.2 29.04 Ⅱ 0.3 43.63 3 Ⅰ 0.3 41.16 Ⅱ 0.4 44.80 4 Ⅰ 0.4 36.43 Ⅱ 0.5 45.56

Answer 1

（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 a t 2 有： 对小车1： s 1 = 1 2 a 1 t 2     ① 对小车2： s 2 = 1 2 a 2 t 2     ② 由于：t 1 =t 2                 ③ 联立①②③得 a 1 a 2 = s 1 s 2 ． 故具体推导过程可为： s 1 = 1 2 a 1 t 2 ， s 2 = 1 2 a 2 t 2 ，t 1 =t 2 得： a 1 a 2 = s 1 s 2 ． （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．