Question

在探究“牛顿第二定律”时，某小组设计“双车位移比较法”来探究加速度与力的关系。实验装置如图所示，将轨道分上下双层排列，两小车后的刹车线穿过尾端固定板，由安装在后面的刹车系统同时进行控制（刹车系统未画出）。通过改变砝码盘中的砝码来改变拉力大小。通过比较两小车的位移来比较两小车的加速度大小。

已知两车质量均为200 g，实验数据如表中所示：

试根据该实验的情境，回答下列问题：

（1）两小车的位移S_甲、S_乙与加速度a_甲、a_乙的关系满足__________________。

（2）分析表中数据可得到结论：________________________________________。

（3）该装置中的刹车系统的作用是______________________________________。

Answer

（1） （2）在小车质量相同的情况下,小车的加速度与外力成正比. （3）让两个小车同时运动，同时停车，确保两车的运动时间相等

【解析】(1)小车由静止释放，做初速度为零的匀加速运动，由位移公式可知，位移与加速度的关系式为，两小车同时运动，同时停止，所以两小车的运动时间相等，所以两小车的位移之比等于两小车的加速度大小之比，即；

(2) 分析表中数据可得小车的位移与外力成正比，说明了小车的加速度与外力成正比，由此可得到结论：在实验误差范围内当小车质量保持不变时，小车的加速度与外力成正比；

(3) 该装置中的刹车系统的作用是控制两车同时运动和同时停止，确保两车的运动时间相等。