题目

题型：不详难度：来源：

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某学习小组设计了如图所示的实验装置。图中上下两层水平轨道表面光滑，两小车前端系上细线，细线跨过滑轮并挂上砝码盘，将砝码和砝码盘的总重作为小车所受合外力，两小车尾部细线连到控制装置上，实验时通过控制装置使两小车同时开始运动，并同时停止。
（1）本实验可通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小，请写出比较的依据   。
（2）在安装实验装置时，应调整滑轮的高度，使              ；在实验时，为减小误差，应使砝码盘和砝码的总质量       小车的质量（选填“远大于”、“远小于”或“等于”）。

（3）在一次实验中获得数据如下表所示：（小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g）

实验次数	小车	合外力F/N	位移s/cm
1	Ⅰ	0.1	23.36
	Ⅱ	0.2	46.51
2	Ⅰ	0.2	29.04
	Ⅱ	0.3	43.63
3	Ⅰ	0.3	41.16
	Ⅱ	0.4	44.80
4	Ⅰ	0.4	36.43
	Ⅱ	0.5	45.56

通过分析，可知表中第         次实验数据存在明显错误，应舍弃。

答案

（1）（2） 细线与轨道平行（或水平 ； 远小于 （3） 3 

解析

分析：（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式x=at²可正确进行推导；
（2）轨道光滑，为了使绳子的拉力大小等于小车所受的合外力，实验操作中要使小车与滑轮之间的细线与轨道平行；为了使砝码盘和砝码的重力等于小车所受的合外力，实验应该满足砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量；
（3）根据（1）得出的结论，位移应该与加速度成正比，由此可判断那组数据存在明显错误．
解答：解：（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式x=at²有：
对小车1：x₁=a₁t²   ①
对小车2：x₂=a₂t²   ②
由于：t₁=t₂            ③
联立①②③得，．
（2）操作中为了使绳子上的拉力等于小车所受外力大小，应该使小车与滑轮之间的细线与轨道平行；
在该实验中实际是：mg=（M+m）a，要满足mg=Ma，应该使砝码盘和砝码的总质量远小于小车的质量．
故答案为：使细绳与木板保持平行；远小于．
（3）两小车从静止开始作匀加速直线运动，且两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于加速度之比，即位移与所受合外力成正比，所以拉力之比应该近似等于位移之比，从实验数据中发现第3次实验数据存在明显错误，应舍弃．
故答案为：3．
点评：解决实验问题首先要掌握该实验原理，了解实验的操作步骤和数据处理方法，正确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．