Question

7．在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”活動(dòng)中，某小組同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)：圖中上下兩層水平軌道表面可視為光滑，兩完全相同的小車前端系上細(xì)線，細(xì)線跨過(guò)滑輪并分別掛上裝有不同質(zhì)量砝碼的托盤，兩小車尾部細(xì)線水平連到
控制裝置上．實(shí)驗(yàn)時(shí)控制裝置可同時(shí)放開(kāi)細(xì)線，使兩小車同時(shí)開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后，又能同時(shí)收緊細(xì)線，使兩小車同時(shí)停止運(yùn)動(dòng)．
（1）小組同學(xué)認(rèn)為小車受到的合力的大小等于砝碼和托盤的重力，為此需滿足砝碼和托盤的總量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（2）若測(cè)得小車1、2的位移分別為x₁和x₂，則小車1、2的加速度之比$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$
（3）本實(shí)驗(yàn)需要的測(cè)量工具是刻度尺和天平（或彈簧秤）．

Answer 1

分析 （1）為了使砝碼盤和砝碼的重力等于小車所受的合外力，實(shí)驗(yàn)應(yīng)該滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．
（2）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)可得出答案．

解答 解：（1）在該實(shí)驗(yàn)中實(shí)際是：mg=（M+m）a，
要滿足mg=Ma，應(yīng)該使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，這時(shí)才可認(rèn)為小車受到的合力的大小等于砝碼和盤的總重力．
（2）在初速度為零的勻變速直線運(yùn)動(dòng)中有x=$\frac{1}{2}$at²，若運(yùn)動(dòng)時(shí)間相等，則位移與加速度成正比．
小車1、2的加速度之比$\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$=$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$
（3）實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量位移，故需要刻度尺，要達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模�還需測(cè)量的物理量是兩組砝碼和盤的總重量（質(zhì)量），故還需要天平（或彈簧秤）．
故答案為：（1）遠(yuǎn)小于；（2）$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$；（3）刻度尺；天平（或彈簧秤）．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)在原來(lái)的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)和實(shí)驗(yàn)裝置的特點(diǎn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵．