Question

7．在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”活動中，某小組同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗：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線，細線跨過滑輪并分別掛上裝有不同質(zhì)量砝碼的托盤，兩小車尾部細線水平連到
控制裝置上．實驗時控制裝置可同時放開細線，使兩小車同時開始運動，經(jīng)過一段時間后，又能同時收緊細線，使兩小車同時停止運動．
（1）小組同學(xué)認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小于小車的質(zhì)量．
（2）若測得小車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）本實驗需要的測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，實驗應(yīng)該滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．
（2）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運動特點可得出答案．

解答 解：（1）在該實驗中實際是：mg=（M+m）a，
要滿足mg=Ma，應(yīng)該使砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，這時才可認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動中有x=$\frac{1}{2}$at²，若運動時間相等，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）實驗中要測量位移，故需要刻度尺，要達到實驗?zāi)康�，還需測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）遠小于；（2）$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$；（3）刻度尺；天平（或彈簧秤）．

點評 本實驗在原來的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，根據(jù)所學(xué)物理知識和實驗裝置的特點明確實驗原理是解答該實驗的關(guān)鍵．