Question

18．用圖甲所示的裝置探究加速度與力、質(zhì)量之間的關(guān)系，圖乙是其俯視圖．兩個相同的小車放在光滑水平板上，車左端各系一條細繩，繩跨過定滑輪個掛一個相同的小盤，盤中可放砝碼．兩個小車右端通過細線用夾子固定，打開夾子，小車在小盤和砝碼的牽引下運動，合上夾了，兩小車同時停止．實驗中可以通過在車中放砝碼改變小車的質(zhì)量．

（1）探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時，應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同（選填“相同”或“不相同”）的砝碼；
（2）為使小車所受的拉力近似等于小盤和砝碼的總重力，應(yīng)使小盤和砝碼的總質(zhì)量
遠小于（選填“遠大于”或“遠小于”）小車的質(zhì)量；
（3）實驗中，兩小車的加速度之比等于（選填“大于”、“等于”或“小于”）小車通過的位移之比．

Answer 1

分析 （1）探究加速度與質(zhì)量間的關(guān)系實驗應(yīng)控制力相同．
（2）當(dāng)盤和盤中砝碼的質(zhì)量遠遠小于小車的質(zhì)量，繩對小車拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
（3）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運動位移時間公式得出位移與加速度關(guān)系．

解答 解；（1）本實驗是控制變量法的實驗，探究“加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系”時，要保證拉力不變，則應(yīng)在小盤中放質(zhì)量相同的砝碼．
（2）讓小車的質(zhì)量M遠遠大于小盤和砝碼的質(zhì)量m，因為：際上繩子的拉力F=Ma=$\frac{Mmg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，故應(yīng)該是m＜＜M，即實驗中應(yīng)滿足小盤和砝碼的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，
（3）小車做初速度為零的勻加速直線運動，由勻變速直線運動的位移公式：x=$\frac{1}{2}$at²可知：a=$\frac{2x}{{t}^{2}}$，兩小車的運動時間t相等，則兩車的位移之比等于加速度之比．
故答案為：（1）相同；（2）遠小于；（3）等于．

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(shù)據(jù)的處理都與實驗原理有關(guān)，故要加強對實驗原理的學(xué)習(xí)和掌握．