Question

（2008?南通一模）在“探究加速度與物體質量、物體受力的關系”活動中，某小組設計了如圖甲所示的實驗裝置．圖中上下兩層水平軌道表面光滑，兩小車前端系上細線，細線跨過滑輪并掛上砝碼盤，兩小車尾部細線連到控制裝置上，實驗時通過控制裝置使兩小車同時開始運動，然后同時停止．
（1）在安裝實驗裝置時，應調整滑輪的高度，使

細線與軌道平行（或水平）

；在實驗時，為減小系統誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質量

遠小于

小車的質量（選填“遠大于”、“遠小于”、“等于”）．
（2）本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為

兩小車從靜止開始作勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等

．
（3）實驗中獲得數據如下表所示：小車Ⅰ、Ⅱ的質量m均為200g．

實驗次數	小車	拉力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

在第1次實驗中小車Ⅰ從圖乙中的A點運動到B點，請將測量結果填到表中空格處．通過分析，可知表中第

3

次實驗數據存在明顯錯誤，應舍棄．

Answer 1

分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的操作步驟和數據處理以及注意事項．
該實驗采用的是控制變量法研究，其中加速度、質量、合力三者的測量很重要．

解答：解：（1）在安裝實驗裝置時，應調整滑輪的高度，使細線與軌道平行（或水平），如果細線不保持水平，那么小車的合力就不等于繩子的拉力，小車的合力就不能正確測量．
設小車的質量為M，砝碼盤和砝碼的質量為m，根據牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=

mMg

m+M

=

mg

1+ m M

當m＜＜M時，即當砝碼盤和砝碼的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于砝碼盤和砝碼的總重力．
（2）本實驗通過比較兩小車的位移來比較小車加速度的大小，能這樣比較，是因為兩小車從靜止開始作勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等．
（3）從刻度尺讀出A點的讀數為0.49cm，B點的讀數為23.85cm，所以點運動到B點的位移為23.36cm．
當小車質量一定時，小車的加速度與合力成正比，
而兩小車從靜止開始作勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等，所以兩小車的位移之比等于加速度之比，
所以拉力之比應該近似等于位移之比，從實驗數據中發現第3次實驗數據存在明顯錯誤，應舍棄．
故答案為：（1）細線與軌道平行（或水平），遠小于；
（2）兩小車從靜止開始作勻加速直線運動，且兩小車的運動時間相等；
（3）23.36，3．

點評：教科書本上的實驗，我們要從實驗原理、實驗儀器、實驗步驟、實驗數據處理、實驗注意事項這幾點去搞清楚．
對于刻度尺讀數要進行估讀．
會運用勻變速直線運動規律能夠把要測量的物理量進行間接變換測量．