Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如下圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究當(dāng)合外力一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系．
（1）實(shí)驗(yàn)前用刻度尺測出兩個(gè)光電門中心之間的距離s，并測得遮光條的寬度d．該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器可以讀出遮光條通過光電門1的時(shí)間△t₁，遮光條通過光電門2的時(shí)間△t₂，則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v₁=

d

△t1

，滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v₂=

d

△t2

，則滑塊的加速度的表達(dá)式a=

d2

2s

(

1

△ t 2 2

-

1

△ t 2 1

)

．（以上表達(dá)式均用直接測量的物理量的字母表示）．
（2）在本次實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)小組通過改變滑塊質(zhì)量做了6組實(shí)驗(yàn)，得到如下表所示的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
質(zhì)量m（g）	250	300	350	400	500	800
加速度a（ m/s2 ）	2.02	1.65	1.43	1.25	1.00	0.63

通過計(jì)算分析上表數(shù)據(jù)后，得出的結(jié)論是在合外力不變的情況下，物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，如果想通過圖象法進(jìn)一步確認(rèn)自己的結(jié)論，須建立

a-

1

m

（填a-m或a-

1

m

）坐標(biāo)系，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)描點(diǎn)作圖，如果圖線是一條

通過原點(diǎn)的直線

，就可確認(rèn)上述結(jié)論．

Answer 1

分析：（1）由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出滑塊的加速度．
（2）在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)、

1

m

為橫坐標(biāo)作圖象，畫出一條傾斜的直線，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．

解答：解：（1）滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v₁=

d

△t1

，滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v₂=

d

△t2

，
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v₂²-v₁²=2as得，a=

v 2 2 - v 2 1

2s

=

d2

2s

(

1

△ t 2 2

-

1

△ t 2 1

)
（2）探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)、

1

m

為橫坐標(biāo)作圖象，畫出一條過原點(diǎn)的傾斜直線，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．
故答案為：
（1）v₁=

d

△t1

，v₂=

d

△t2

，

d2

2s

(

1

△ t 2 2

-

1

△ t 2 1

)   
（2）a-

1

m

通過原點(diǎn)的直線

點(diǎn)評(píng)：要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目，而實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．