Question

（1）请你从下列器材中选用所需器材，设计一个简单实验，粗略测出重力加速度g，并参照示例填写下表（示例的方法不能再用）．
A．天平（含法码）；  B．刻度尺；   C．弹簧秤；  D．电磁打点计时器；E．光电计时器；F．带夹子的重锤（约250克）；G．纸带；H．导线若干； I．铁架台；  J．低压交流电源；   K．低压直流电源；L．小车；M．斜面（高度可调，粗糙程度均匀）．

	所选器材 （只填器材序号）	简述实验方法 （不要求写出具体步骤）
示例	B、D、F、G、H、I、J	安装仪器，接通电源，让纸带随重锤竖直下落．用刻度尺测出所需数据，处理数据，得出结果．
实验 设计

（2）下面是某实验小组用气垫导轨和光电计时器（数字计时器）“探究加速度与外力关系”时得到的数据表格．
保持滑块质量M（M=0.2kg）不变时的实验数据

砝码的质量m/kg	滑块所受拉力大小的近似值F/N	滑块通过光电门1的速度v1/（m/s）	滑块通过光电门2的速度v2/（m/s）	两光电门的距离S/m	滑块加速度的计算值a/（m/s2）
5×10-3	4.9×10-2	0.09	0.15	0.50	a1= 1.4 ×10-2
10×10-3	9.8×10-2	0.12	0.21	0.50	a2= 3.0 ×10-2
15×10-3	14.7×10-2	0.14	0.25	0.50	a3= 4.3 ×10-2

①请完成上面表格内的“加速度的计算值”的填空（结果取2位有效数字）
②根据表中数据，在图的a-F坐标系中描出相应的点，并作出a-F图象

③由a-F图象得出的结论为：

在保持物体质量M不变时，加速度a与合外力F成正比

．

Answer 1

分析：（1）示例通过自由落体求出重力加度，还可以用弹簧称称出物体的重力，可得出重力加速度．还可以通过小车在斜面上运动，通过纸带求出加速度，改变斜面高度，再次测出加速度，通过牛顿第二定律求重力加速度．
（2）根据匀变速运动的公式v²=2aL，求出加速度．
根据表中数据采用描点法作图．
根据图象得出结论．

解答：解：（1）测重力加速度的实验实验设计如下表所示：

	所选器材 （只填器材序号）	简述实验方法 （不要求写出具体步骤）
实验设计	方案1： A、C、F	用弹簧秤称出带夹子重锤的重力大小G，再用天平测出其质量m，则g= G m ．
	方案2：B、D、 G、H、J、L、M	安装仪器，接通电源，让纸带随小车一起沿斜面下滑．用刻度尺测出所需数据．改变斜面高度再测一次．利用两次数据，由牛顿第二定律算出结果．
	方案3：B、E、F	将带夹子的重锤悬挂在铁架台上并置于桌面的边缘，用刻度尺测出重锤离桌面边缘的高度，同时用光电计时器测出重锤在上述高度内做自由落体的时间，则g= 2h t2

（2）①根据匀变速运动的公式v²=2aL，
a₁=

v 2 2 - v 2 1

2S

=1.4×10^-2m/s²．
a₂=

v 2 2 - v 2 1

2S

=3.0×10^-2m/s²．
a₃=

v 2 2 - v 2 1

2S

=4.3×10^-2m/s²．
②根据表中数据采用描点法作图．

③a-F图象是过原点的直线，所以得出的结论为：在保持物体质量M不变时，加速度a与合外力F成正比．　
故答案为：（1）如上表所示；
（2）①1.4；3.0；4.3；②图象如图所示；③在保持物体质量M不变时，加速度a与合外力F成正比．

点评：（1）要正确测定加速度的方法，理解实验原理是正确解题的关键；
（2）解决本题的关键知道匀变速运动的公式．以及运用图象方法处理实验数据．