Question

【題目】為了探究物體質量與加速度的關系，某同學設計了如圖所示的實驗裝置。質量分別為m1和m2的兩個小車，用一條柔軟的輕繩通過滑輪連起來，重物的質量為m0，忽略滑輪的質量和各種摩擦，使兩車同時從靜止開始運動，同時停止，兩個小車發生的位移大小分別為x1和x2。

(1)如果想驗證小車的質量和加速度成反比，只需驗證表達式____________成立。(用題中所給物理量表示)

(2)實驗中____________(填“需要”或“不需要”)滿足重物的質量遠小于小車的質量。

Answer 1

【答案】 不需要

【解析】

(1)[1]根據運動學公式可知甲、乙兩車運動的加速度之比為

要驗證“在外力一定的條件下， 物體的加速度與其質量成反比” 的結論，則滿足

可得

即等式近似成立， 則可認為“在外力一定的條件下， 物體的加速度與其質量成反比”；

(2)[2]根據實驗裝置可知甲、乙兩車所受的合外力相等，而甲、乙兩車運動的時間相同，根據運動學公式可知甲、乙兩車運動的加速度之比等于甲、乙兩車運動的位移之比，所以只要測出甲、乙兩車的質量和運動的位移就可驗證“在外力一定的條件下， 物體的加速度與其質量成反比” 的結論，故不需要滿足鉤碼的質量遠小于任一小車的質量。