Question

某實驗小組用如圖甲所示的裝置來做“探究物體的加速度與力、質量的關系”實驗．兩個相同的小車放在光滑的水平板上，前端各系一第細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤中可放砝碼．增減小盤中的砝碼就可以改變小受到的合力．兩個小車后端各系一條細線，用一個黑板擦把兩條細線同時按在桌子上，使小車靜止，抬起黑板擦，兩個小同時開始運動，按下黑板擦，兩個小車同時停下來．
（1）通過改變

盤中砝碼

，就可以改變小車所受的合力．
（2）在探究加速度與質量的關系時，分別以

a

為縱坐標、

1

M

為橫坐標作圖象，這樣就能直觀地看出其關系．
（3）為減小摩擦阻力帶來的實驗誤差，另一實驗小組同學采用圖乙所示的實驗裝置來探究當全外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系．
測出兩個光電門中心之間的距離s和遮光條的寬度d，將滑塊從圖乙所示位置由靜止釋放，由數字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間△t₁，遮光條通過光電門2的時間△t₂，則滑塊的加速度的表達式a=

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)

．

Answer 1

分析：要求在什么情況下才可以認為繩對小車的拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力，需求出繩子的拉力，而要求繩子的拉力，應先以整體為研究對象求出整體的加速度，再以M為研究對象求出繩子的拉力，通過比較繩對小車的拉力大小和盤和盤中砝碼的重力的大小關系得出只有m＜＜M時才可以認為繩對小車拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．根據勻變速直線運動的速度位移公式求出滑塊的加速度．

解答：解：（1）盤和盤中砝碼的質量遠遠小于小車的質量，繩對小車拉力大小等于盤和盤中砝碼的重力．
所以通過改變盤中砝碼，就可以改變小車所受的合力．
（2）在探究加速度與質量的關系時，分別以a為縱坐標、

1

M

為橫坐標作圖象，畫出一條傾斜的直線，這樣就能直觀地看出其關系．
（3）滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v₁=

d

△t1

，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v₂=

d

△t2

．
根據v₂²-v₁²=2ax得，a=

v 2 2 -v 2 1

2s

=

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)
故答案為：（1）盤中砝碼　　　（2）a，

1

M

　　　（3）

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)

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，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．