Question

5．用如图所示的装置来探究物体的加速度与力、质量的关系．实验时，小盘和砝码牵引小车，使小车做初速为零的匀加速运动．这个实验中需要测量的物理量有三个：物体的加速度、物体所受的力、物体的质量，其中质量可以用天平测量．

（1）此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是a正比于S，故只须研究S之间的比例关系即可表明a之间的关系．．
（2）通过改变砝码的数量，就可以改变小车所受到的合力．
（3）在探究加速度与质量关系时，分别以a为纵坐标、$\frac{1}{m}$为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系．

Answer 1

分析 （1）根据初速度为零的匀变速直线运动特点可得出答案．
（2）实验满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，砝码盘和砝码的重力等于小车所受的合外力．
（3）物体的加速度a与物体质量m的关系图线是曲线，不能确定它们的关系，而加速度a与质量倒数的关系图线是直线．

解答 解：（1）在初速度为零的匀变速直线运动中有S=$\frac{1}{2}$at²，若运动时间相等，则位移与加速度成正比．
此实验中可以不测量加速度的具体值，原因是：a正比于S，故只须研究S之间的比例关系即可表明a之间的关系．
（2）实验满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量，砝码盘和砝码的重力等于小车所受的合外力．
所以通过改变盘内砝码质量，就可以改变小车所受到的合力．
（3）物体的加速度a与物体质量m的关系图线是曲线，不能确定它们的关系，而加速度a与质量倒数的关系图线是直线，从而可知加速度a与质量m成反比．
所以在探究加速度与质量关系时，分别以a为纵坐标、$\frac{1}{m}$为横坐标作图象，这样就能直观地看出其关系．
故答案为：（1）a正比于S，故只须研究S之间的比例关系即可表明a之间的关系．（2）砝码的数量
（3）a，$\frac{1}{m}$

点评 本实验在原来的基础上有所创新，根据所学物理知识和实验装置的特点明确实验原理是解答该实验的关键．