Question

10．圖甲是用來探究小車質(zhì)量一定時，其加速度和力之間關(guān)系的實驗裝置示意圖，圖乙是該裝置的俯視圖．

（1）本實驗有以下步驟：
A．將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取兩個質(zhì)量相等的小車，放在近似光滑的水平長木板上
B．打開夾子，讓兩個小車同時從靜止開始運動，小車運動一段距離后，關(guān)上夾子，讓兩個小車同時停下來，用刻度尺分別測出兩個小車在這一段時間內(nèi)通過的位移大小
C．分析所得到的兩個小車在相同時間內(nèi)通過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小關(guān)系，從而得到質(zhì)量相等的物體運動的加速度與物體所受力的關(guān)系
D．在兩小車的后端分別系上細繩，用一只夾子夾住這兩根細繩
E．在兩小車的前端分別系上細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤內(nèi)分別放著質(zhì)量不等的砝碼，使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量
對于上述實驗步驟，正確的排列順序是A、E、D、B、C．
（2）若測得砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量分別為m₁、m₂，對應(yīng)小車的位移大小分別為x₁、x₂，經(jīng)過多次重復(fù)實驗，在誤差允許的范圍內(nèi)若關(guān)系式$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}=\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$總成立，則表明小車的質(zhì)量一定時，其小車的加速度與合力成正比．

Answer 1

分析 （1）實驗步驟一般本著先安裝器材，后進行實驗的思路進行，要符合事物邏輯發(fā)展的順序，不能顛三倒四；
（2）根據(jù)題意可知，兩小車運動的時間相同，根據(jù)$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$求得小車兩次運動的加速度，小車受到的合力為砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總重力，若重力之比等于加速度之比即可說明小車的加速度與合力成正比．

解答 解：本著先安裝器材，后進行實驗的思路，如在該實驗中，先將一端附有定滑輪的長木板放在水平桌面上，取兩個質(zhì)量相等的小車，放在光滑的水平長木板上，然后在小車的前端分別系上細繩，繩的另一端跨過定滑輪各掛一個小盤，盤內(nèi)分別放著數(shù)目不等的砝碼，使砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量，再在小車的后端也分別系上細繩，用一只夾子夾住這兩根細繩，
打開夾子，讓兩個小車同時從靜止開始運動，最后分析數(shù)據(jù)．
故正確的實驗步驟是：A、E、D、B、C
（2）根據(jù)題意可知，兩小車運動的時間相同，根據(jù)$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$得：
${a}_{1}=\frac{2{x}_{1}}{{t}^{2}}$，${a}_{2}=\frac{2{x}_{2}}{{t}^{2}}$，
若滿足$\frac{{m}_{1}g}{{m}_{2}g}=\frac{{a}_{1}}{{a}_{2}}$，則說明小車的加速度與合力成正比，即滿足$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}=\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$即可．
故答案為：（1）A、E、D、B、C；（2）$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}=\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$

點評 正確理解實驗原理，加強實驗操作，正確使用基本儀器，是正確解答實驗問題的前提，實驗排序時要符合事物邏輯發(fā)展的順序，不能顛三倒四．