Question

【題目】在探究加速度與物體質量、物體受力的關系的活動中，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_____；在實驗時，為減小系統誤差，應使砝碼盤和砝碼的總質量_____（填“遠大于”“遠小于”或“等于”）小車的質量．

（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_____．

（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x/cm
1	Ⅰ	0.1
	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從圖中的A點運動到B點（測量結果如圖乙標尺所示），請將測量結果填到表中空格處_______．通過分析，可知表中第_____次實驗數據存在明顯錯誤，應舍棄．

Answer 1

【答案】（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，第3次

【解析】

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．

（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：
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A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．