Question

5．用如圖所示的裝置來探究物體的加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系．實驗時，小盤和砝碼牽引小車，使小車做初速為零的勻加速運動．這個實驗中需要測量的物理量有三個：物體的加速度、物體所受的力、物體的質(zhì)量，其中質(zhì)量可以用天平測量．

（1）此實驗中可以不測量加速度的具體值，原因是a正比于S，故只須研究S之間的比例關(guān)系即可表明a之間的關(guān)系．．
（2）通過改變砝碼的數(shù)量，就可以改變小車所受到的合力．
（3）在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，分別以a為縱坐標(biāo)、$\frac{1}{m}$為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)初速度為零的勻變速直線運動特點可得出答案．
（2）實驗滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，砝碼盤和砝碼的重力等于小車所受的合外力．
（3）物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系圖線是曲線，不能確定它們的關(guān)系，而加速度a與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線是直線．

解答 解：（1）在初速度為零的勻變速直線運動中有S=$\frac{1}{2}$at²，若運動時間相等，則位移與加速度成正比．
此實驗中可以不測量加速度的具體值，原因是：a正比于S，故只須研究S之間的比例關(guān)系即可表明a之間的關(guān)系．
（2）實驗滿足砝碼盤和砝碼的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，砝碼盤和砝碼的重力等于小車所受的合外力．
所以通過改變盤內(nèi)砝碼質(zhì)量，就可以改變小車所受到的合力．
（3）物體的加速度a與物體質(zhì)量m的關(guān)系圖線是曲線，不能確定它們的關(guān)系，而加速度a與質(zhì)量倒數(shù)的關(guān)系圖線是直線，從而可知加速度a與質(zhì)量m成反比．
所以在探究加速度與質(zhì)量關(guān)系時，分別以a為縱坐標(biāo)、$\frac{1}{m}$為橫坐標(biāo)作圖象，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．
故答案為：（1）a正比于S，故只須研究S之間的比例關(guān)系即可表明a之間的關(guān)系．（2）砝碼的數(shù)量
（3）a，$\frac{1}{m}$

點評 本實驗在原來的基礎(chǔ)上有所創(chuàng)新，根據(jù)所學(xué)物理知識和實驗裝置的特點明確實驗原理是解答該實驗的關(guān)鍵．