Question

影響加速度的因素是物體的質(zhì)量及其所受合外力，現(xiàn)用氣墊導軌裝置探究加速度與力、質(zhì)量的定量關(guān)系，如圖12－1所示�；瑝K在氣墊導軌上運動，導軌上的小孔噴出的氣流使滑塊懸浮在導軌上，使滑塊所受的摩擦力減小到可以忽略不計的程度。光電門可顯示滑塊上細窄擋光條經(jīng)過光電門的時間，經(jīng)過光電門1和光電門的時間分別記為和，

擋光條寬度為，兩光電門間距為。

⑴保持滑塊質(zhì)量不變，讓滑塊在砝碼拉力作用下做加速運動，通過增減砝碼的數(shù)量改變拉力的大小，重復多次實驗，在表1中記錄下實驗數(shù)據(jù)，然后進行分析。

表1滑塊質(zhì)量不變時的實驗數(shù)據(jù)(滑塊質(zhì)量)

①滑塊經(jīng)過光電門1的速度計算式        ，滑塊的加速度計算式為          ；

②在此實驗中，需要保證在增加砝碼時M >>m，這樣做的目的是                                ；

③依表1中的數(shù)據(jù)，在圖中坐標系中做出圖像，并寫出實驗結(jié)論：                       。

⑵保持滑塊的受力不變，通過在滑塊上增加或減少橡皮泥改變滑塊的質(zhì)量，重復多次，按表2中各項物理量記下實驗數(shù)據(jù)。

表2滑塊所受拉力不變時的實驗數(shù)據(jù)(拉力)

運用圖像處理實驗數(shù)據(jù)時，建立合適的坐標系能直觀的表達出實驗結(jié)論，請你以表2為依據(jù)，縱坐標為加速度，橫坐標物理量應(yīng)該為        ，理由是                        。

 

Answer 1

【答案】

（1）①，；

②使滑塊所受拉力等于砝碼盤和砝碼的重力

③見解析，質(zhì)量不變時，物體加速度與其所受合外力成正比

（2），可得到在合外力不變時物體加速度與質(zhì)量間的定量關(guān)系

【解析】

試題分析：（1）①滑塊經(jīng)過光電門1時間極短，平均速度接近瞬時速度，，同理，經(jīng)過光電門2的速度，根據(jù)勻變速直線運動的公式即整理得

②事實上，砝碼和滑塊一起運動加速度，繩子拉力，而在實驗中，我們以作為拉力，只有時，滑塊所受拉力才近似等于砝碼盤和砝碼的重力。

③根據(jù)表格中數(shù)據(jù)描點作圖，根據(jù)做出的圖像判斷加速度與合外力成正比，實驗方法為控制變量法，因此結(jié)論為質(zhì)量不變時，物體加速度與其所受合外力成正比

（2）滑塊的受力不變時，如果牛頓第二定律成立，那么加速度與質(zhì)量成反比，但是在圖像中反比例圖像是一條曲線，單獨憑借一條曲線不能肯定是與質(zhì)量反比還是質(zhì)量平方三次方成反比，但是加速度與質(zhì)量的倒數(shù)成正比，所以橫坐標選擇，可獲得結(jié)論是合外力不變時物體加速度與質(zhì)量間的定量關(guān)系

考點：驗證牛頓第二定律的實驗探究