Question

【題目】如圖甲(側視圖只畫了一個小車)所示的實驗裝置可以驗證“牛頓第二定律”，兩個相同的小車放在光滑水平桌面上，右端各系一條細繩，跨過定滑輪各掛一個小盤增減盤中的砝碼可改變小車受到的合外力，增減車上的砝碼可改變小車的質量。兩車左端各系一條細線用一個黑板擦把兩細線同時按在固定、粗糙的水平墊片上，使小車靜止(如圖乙)。拾起黑板擦兩車同時運動，在兩車尚未碰到滑輪前，迅速按下黑板擦，兩車立刻停止，測出兩車位移的大小。

(1)該實驗中，盤和盤中砝碼的總質量應__________小車的總質量(填“遠大于”、“遠小于”、“等于”)。

(2)圖丙為某同學在驗證“合外力不變加速度與質量成反比”時的實驗記錄，已測得小車1的總質量M1=100g，小車2的總質量M2=200g。由圖可讀出小車1的位移x1=5.00m小車2的位移x2=__________cm，可以算出=__________(結果保留三位有效數字)；在實驗誤差允許的范圍內，_________(填“大于”、“小于”、“等于”)。

Answer 1

【答案】 遠小于 2.42～ 2.47 2.02～ 2.07 等于

【解析】(1) 因為實驗的研究對象是整個系統，系統受到的合外力就等于mg，所以不需要滿足懸掛的沙桶總質量一定要遠遠小于小車（包括盛沙的盒及盒內的砂）的總質量；

(2)由圖可知，小車2的位移為2.43m，由勻加速直線運的位移公式可知，，即由于時間相等，所以，由牛頓第二定律可知： ，所以兩小車的加速度之比等于質量的反比。