Question

为了探究物体质量与加速度的关系，某同学设计了如图所示的实验装置。质量分别为m₁和m₂的两个小车，用一条柔软的轻绳通过滑轮连起来，重物的质量为m₀，忽略滑轮的质量和各种摩擦，使两车同时从静止开始运动，同时停止，两个小车发生的位移大小分别为x₁和x₂。

(1)如果想验证小车的质量和加速度成反比，只需验证表达式____________成立。(用题中所给物理量表示)

(2)实验中____________(填“需要”或“不需要”)满足重物的质量远小于小车的质量。

Answer

不需要

【解析】

(1)[1]根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比为

要验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，则满足

可得

即等式近似成立， 则可认为“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比”；

(2)[2]根据实验装置可知甲、乙两车所受的合外力相等，而甲、乙两车运动的时间相同，根据运动学公式可知甲、乙两车运动的加速度之比等于甲、乙两车运动的位移之比，所以只要测出甲、乙两车的质量和运动的位移就可验证“在外力一定的条件下， 物体的加速度与其质量成反比” 的结论，故不需要满足钩码的质量远小于任一小车的质量。