Question

在“探究加速度与物体质量、物体受力的关系”活动中，某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，即=，请写出推导过程______．
（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）实验中获得数据如下表所示：（小车Ⅰ、Ⅱ的质量m均为200g）通过分析，可知表中第______次实验数据存在明显错误，应舍弃．

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

Answer

（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式可正确进行推导；
（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．
【解析】
（1）两小车均做初速度为零的匀加速直线运动，根据公式有：
对小车1：    ①
对小车2：    ②
由于：t1=t2                ③
联立①②③得．
故具体推导过程可为：，，t1=t2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．