Question

某实验小组用如图甲所示的装置来做“探究物体的加速度与力、质量的关系”实验．两个相同的小车放在光滑的水平板上，前端各系一第细绳，绳的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘，盘中可放砝码．增减小盘中的砝码就可以改变小受到的合力．两个小车后端各系一条细线，用一个黑板擦把两条细线同时按在桌子上，使小车静止，抬起黑板擦，两个小同时开始运动，按下黑板擦，两个小车同时停下来．
（1）通过改变

盘中砝码

，就可以改变小车所受的合力．
（2）在探究加速度与质量的关系时，分别以

a

为纵坐标、

1

M

为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系．
（3）为减小摩擦阻力带来的实验误差，另一实验小组同学采用图乙所示的实验装置来探究当全外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．
测出两个光电门中心之间的距离s和遮光条的宽度d，将滑块从图乙所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门1的时间△t₁，遮光条通过光电门2的时间△t₂，则滑块的加速度的表达式a=

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)

．

Answer 1

分析：要求在什么情况下才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘和盘中砝码的重力，需求出绳子的拉力，而要求绳子的拉力，应先以整体为研究对象求出整体的加速度，再以M为研究对象求出绳子的拉力，通过比较绳对小车的拉力大小和盘和盘中砝码的重力的大小关系得出只有m＜＜M时才可以认为绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．根据匀变速直线运动的速度位移公式求出滑块的加速度．

解答：解：（1）盘和盘中砝码的质量远远小于小车的质量，绳对小车拉力大小等于盘和盘中砝码的重力．
所以通过改变盘中砝码，就可以改变小车所受的合力．
（2）在探究加速度与质量的关系时，分别以a为纵坐标、

1

M

为横坐标作图象，画出一条倾斜的直线，这样就能直观地看出其关系．
（3）滑块经过光电门1时的瞬时速度的表达式v₁=

d

△t1

，滑块经过光电门2时的瞬时速度的表达式v₂=

d

△t2

．
根据v₂²-v₁²=2ax得，a=

v 2 2 -v 2 1

2s

=

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)
故答案为：（1）盘中砝码　　　（2）a，

1

M

　　　（3）

d2

2s

(

1

(△t2)2

-

1

(△t1)2

)

点评：只要真正掌握了实验原理就能顺利解决此类实验题目，而实验步骤，实验数据的处理都与实验原理有关，故要加强对实验原理的学习和掌握．