题目内容
【题目】如图所示为某同学探究加速度与力、质量关系的实验装置,两个相同的小车并排放在光滑水平桌面上,小车前端各系根轻质细线,线的另一端跨过定滑轮各挂一个小盘,盘里分别放有不同质量的砝码,如图甲。小车所受的水平拉力F的大小可以认为等于砝码(包括砝码盘)所受的重力大小。小车后端也系有细线,用一只夹子夹住两根细线,如图乙,控制两辆小车同时开始运动和结束运动。
由于两个小车的初速度都是零,运动时间又相同,因为,即
,所以只要测出两小车位移x之比就等同于测出了它们的加速度a之比。
实验结果是:当两小车质量相同时,______________________;当拉力F相等时,______________________。实验中用砝码(包括砝码盘)所受的重力的大小作为小车所受拉力F的大小,这样做会引起实验误差,为了减小这个误差,G与小车所受重力Mg之间需要满足的关系是:________________。
【答案】加速度与拉力成正比 加速度与质量成反比
【解析】
[1].实验过程中,当两小车的质量相同时,砝码(包括砝码盘)的重力越大,相同时间内小车的位移越大,则加速度越大。进行实验时会发现:当两小车质量相同时,加速度与所受拉力成正比;
[2].若砝码(包括砝码盘)重力不变,即拉力不变时,质量越大的小车,相同时间内位移越小,即加速度越小,进行测量分析知:当拉力F相等时,加速度与质量成反比。
[3].如果砝码(包括砝码盘)的重力G远小于小车的重力Mg,G近似等于小车所受的拉力F,可减小实验误差。
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【题目】在“探究加速度与力、质量的关系”的实验中,某小组设计双车位移比较法来探究加速度与力的关系。实验装置如图所示,将轨道分上下双层排列,两小车后的刹车线穿过尾端固定板,由安装在后面的刹车系统同时进行控制(未画出刹车系统)。通过改变砝码盘中砝码的质量来改变拉力大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小,是因为位移与加速度的关系式为________________。已知两车质量均为200 g,实验数据如表所示:
实验 次数 | 小车 | 拉力 F/N | 位移 x/m | 拉力之比 | 位移之比 |
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 |
分析表中数据可得到结论:________________。
该装置中刹车系统的作用是:________________。