Question

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

（1）本實(shí)驗(yàn)有以下步驟：
A．將一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車，放在近似光滑的水平長(zhǎng)木板上
B．打開夾子，讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，小車運(yùn)動(dòng)一段距離后，關(guān)上夾子，讓兩個(gè)小車同時(shí)停下來(lái)，用刻度尺分別測(cè)出兩個(gè)小車在這一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)的位移大小
C．分析所得到的兩個(gè)小車在相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)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(yùn)動(dòng)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(xì)繩，用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩
E．在兩小車的前端分別系上細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)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(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．分別用天平測(cè)出兩個(gè)砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量
對(duì)于上述實(shí)驗(yàn)步驟，正確的排列順序是A、E、D、B、C．
（2）若測(cè)得砝碼盤和盤內(nèi)砝碼的總質(zhì)量分別為m₁、m₂，對(duì)應(yīng)小車的位移大小分別為x₁、x₂，經(jīng)過(guò)多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)，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(shí)，其小車的加速度與合力成正比．

Answer 1

分析 （1）實(shí)驗(yàn)步驟一般本著先安裝器材，后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思路進(jìn)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(yùn)動(dòng)的時(shí)間相同，根據(jù)$x=\frac{1}{2}a{t}^{2}$求得小車兩次運(yùn)動(dòng)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(shuō)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(jìn)行實(shí)驗(yàn)的思路，如在該實(shí)驗(yàn)中，先將一端附有定滑輪的長(zhǎng)木板放在水平桌面上，取兩個(gè)質(zhì)量相等的小車，放在光滑的水平長(zhǎng)木板上，然后在小車的前端分別系上細(xì)繩，繩的另一端跨過(guò)定滑輪各掛一個(gè)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(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，分別用天平測(cè)出兩個(gè)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(xì)繩，用一只夾子夾住這兩根細(xì)繩，
打開夾子，讓兩個(gè)小車同時(shí)從靜止開始運(yùn)動(dòng)，最后分析數(shù)據(jù)．
故正確的實(shí)驗(yàn)步驟是：A、E、D、B、C
（2）根據(jù)題意可知，兩小車運(yùn)動(dòng)的時(shí)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(shuō)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(diǎn)評(píng) 正確理解實(shí)驗(yàn)原理，加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)操作，正確使用基本儀器，是正確解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提，實(shí)驗(yàn)排序時(shí)要符合事物邏輯發(fā)展的順序，不能顛三倒四．