Question

15．小李同学为了参加学校组织的科技周活动，改进了“探究加速度与力、质量的关系”的装置，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）通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小．
（1）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s=$\frac{1}{2}$at²．
已知两车质量均为200g，实验数据如表所示

实验次数	小车	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

（2）该装置中的刹车系统的作用是控制两车同时运动和同时停止．
（3）分析表中数据可得到结论：a与F成正比．
（4）为了减少实验的系统误差，你认为还可以进行哪些方面的改进？调整两木板的倾角，平衡好摩擦力，满足盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量（只需提出一个建议即可）

Answer 1

分析 两小车的运动是等时的，因为s=$\frac{1}{2}$at²，所以比较加速度只需要比较位移x

解答 解：（1）位移与加速度的关系式s=$\frac{1}{2}$at²．
（2）刹车系统的作用是控制两车同时运动和同时停止．
（3）由于本实验的刹车系统保证了两车运动的时间相同，故加速度a与位移s成正比，由表中数据可以看出，在实验误差允许的范围内，当小车的质量保持不变时，位移s与F成正比，故有a与F成正比．
（4）调整两木板的倾角，平衡好摩擦力，满足盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量．
故答案为：（1）s=$\frac{1}{2}$at²；（2）控制两车同时运动和同时停止；（3）a与F成正比；（4）调整两木板的倾角，平衡好摩擦力，满足盘和盘中砝码的总质量远小于小车的质量．

点评 考查了探究牛顿第二定律实验的原理与实验注意事项，会运用匀变速直线运动规律能够把要测量的物理量进行间接变换测量．