Question

8．在“探究牛頓第二定律”時，某小組設(shè)計雙車位移比較法來探究加速度與力的關(guān)系．實驗裝置如圖所示，將軌道分上下雙層排列，兩小車后的剎車線穿過尾端固定板，由安裝在后面的剎車系統(tǒng)同時進(jìn)行控制（未畫出剎車系統(tǒng)）．通過改變砝碼盤中的砝碼來改變拉力大小．通過比較兩小車的位移來比較兩小車的加速度大小，是因為位移與加速度的關(guān)系式為s=$\frac{1}{2}$at²．已知兩車的質(zhì)量均為200g，實驗數(shù)據(jù)如表中所示．

實驗次數(shù)	小車	拉力F/N	位移s/cm	拉力比F甲/F乙	位移比s甲/s乙
1	甲	0.1	22.3	0.50	0.51
	乙	0.2	43.5
2	甲	0.2	29.0	0.67	0.67
	乙	0.3	43.0
3	甲	0.3	41.0	0.75	0.74
	乙	0.4	55.4

（1）分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：在實驗誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時，由于s∝F說明a∝F．
（2）該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是控制兩車同時運動和同時停止．

Answer 1

分析 由勻變速運動的規(guī)律可以推導(dǎo)出加速度與位移的關(guān)系，兩小車的運動是等時的，因為s=$\frac{1}{2}$at²，所以比較加速度只需要比較位移s．

解答 解：（1）小車由靜止釋放，做初速度為零的勻加速運動，由位移公式可知，位移與加速度的關(guān)系式為s=$\frac{1}{2}$at²；
兩小車同時運動，同時停止，所以兩小車的運動時間相等，所以兩小車的位移之比等于兩小車的加速度大小之比．
（2）①分析表中數(shù)據(jù)可得到結(jié)論：在實驗誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時，由于s∝F說明a∝F．
②該裝置中的剎車系統(tǒng)的作用是控制兩車同時運動和同時停止．
故答案為：s=$\frac{1}{2}$at²；（1）在實驗誤差范圍內(nèi)當(dāng)小車質(zhì)量保持不變時，由于s∝F說明a∝F；（2）控制兩車同時運動和同時停止．

點評 考查了探究牛頓第二定律實驗的原理與實驗注意事項，會運用勻變速直線運動規(guī)律能夠把要測量的物理量進(jìn)行間接變換測量．