Question

5．某同學用圖示的裝置來驗證加速度和質(zhì)量成反比，在自制的雙層架子上固定平板玻璃，架子放在水平桌面上，連接小車的細繩跨過定滑輪與小桶相連，實驗步驟如下：
①在兩個小桶中裝入適量細砂，并使兩桶質(zhì)量（含沙子）相同
②兩車緊靠架子左邊的擋板，在乙車上放一個砝碼，同時釋放兩車，當車運動一段時間后，用手機對整個裝置進行拍照，在照片上，通過裝置上的刻度尺，測出甲、乙兩車運動的距離x₁，x₂，
③在乙車上逐漸增加砝碼個數(shù)，重復步驟②
（1）本實驗的原理是通過驗證小車發(fā)生的位移與小車的質(zhì)量成反比，來驗證合外力一定時加速度與質(zhì)量成反比；
（2）實驗前，該同學將裝置的左端適當墊高了一些，目的是平衡摩擦力，實驗過程中乙車（填“甲”或“乙”）受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力
（3）若該同學以$\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$為橫坐標，以乙車（含砝碼）的質(zhì)量m為縱坐標，作出的圖線是直線，該直線的斜率為甲車的質(zhì)量（填“甲車”、“乙車”（含砝碼）或“沙桶”（含沙子））

Answer 1

分析 （1）小車受到拉力相同時，加速度與質(zhì)量成反比，而位移與加速度成正比；
（2）將裝置的左端適當墊高了一些，目的是平衡摩擦力；車的質(zhì)量遠大于沙桶的質(zhì)量時，小車受到的拉力更接近沙桶（含沙子）的重力；
（3）由于小車發(fā)生的位移與小車的質(zhì)量成反比，可知圖象斜率．

解答 解：（1）由牛頓第二定律：$a=\frac{F}{m}$，小車受到拉力相同時，加速度與質(zhì)量成反比，而位移與加速度成正比；
（2）將裝置的左端適當墊高了一些，目的是平衡摩擦力；由于乙車增加了砝碼，故車的質(zhì)量比沙的質(zhì)量要大很多；
（3）由于小車發(fā)生的位移與小車的質(zhì)量成反比，即：$\frac{{m}_{乙}}{{m}_{甲}}=\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}$，可知：${m}_{甲}=\frac{{m}_{乙}}{\frac{{x}_{1}}{{x}_{2}}}$，故斜率為甲車質(zhì)量．
故答案為：（1）反比（2）平衡摩擦力；乙；（3）甲車．

點評 該實驗難度不大，但是題目比較新穎，注意利用題目給定的情形，結合課本此實驗的注意事項可以解答．