Question

10．圖甲是用來探究小車質量一定時，其加速度和力之間關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通過的位移大小
C．分析所得到的兩個小車在相同時間內通過的位移大小與小車所受的水平拉力的大小關系，從而得到質量相等的物體運動的加速度與物體所受力的關系
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，盤內分別放著質量不等的砝碼，使砝碼盤和盤內砝碼的總質量遠小于小車的質量．分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內砝碼的總質量
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砝碼的總質量分別為m₁、m₂，對應小車的位移大小分別為x₁、x₂，經(jīng)過多次重復實驗，在誤差允許的范圍內若關系式$\frac{{m}_{1}}{{m}_{2}}=\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$總成立，則表明小車的質量一定時，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，盤內分別放著數(shù)目不等的砝碼，使砝碼盤和盤內砝碼的總質量遠小于小車的質量，分別用天平測出兩個砝碼盤和盤內砝碼的總質量，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．