Question

（1）請你從下列器材中選用所需器材，設計一個簡單實驗，粗略測出重力加速度g，并參照示例填寫下表（示例的方法不能再用）．
A．天平（含法碼）；  B．刻度尺；   C．彈簧秤；  D．電磁打點計時器；E．光電計時器；F．帶夾子的重錘（約250克）；G．紙帶；H．導線若干； I．鐵架臺；  J．低壓交流電源；   K．低壓直流電源；L．小車；M．斜面（高度可調，粗糙程度均勻）．

	所選器材 （只填器材序號）	簡述實驗方法 （不要求寫出具體步驟）
示例	B、D、F、G、H、I、J	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨重錘豎直下落．用刻度尺測出所需數據，處理數據，得出結果．
實驗 設計

（2）下面是某實驗小組用氣墊導軌和光電計時器（數字計時器）“探究加速度與外力關系”時得到的數據表格．
保持滑塊質量M（M=0.2kg）不變時的實驗數據

砝碼的質量m/kg	滑塊所受拉力大小的近似值F/N	滑塊通過光電門1的速度v1/（m/s）	滑塊通過光電門2的速度v2/（m/s）	兩光電門的距離S/m	滑塊加速度的計算值a/（m/s2）
5×10-3	4.9×10-2	0.09	0.15	0.50	a1= 1.4 ×10-2
10×10-3	9.8×10-2	0.12	0.21	0.50	a2= 3.0 ×10-2
15×10-3	14.7×10-2	0.14	0.25	0.50	a3= 4.3 ×10-2

①請完成上面表格內的“加速度的計算值”的填空（結果取2位有效數字）
②根據表中數據，在圖的a-F坐標系中描出相應的點，并作出a-F圖象

③由a-F圖象得出的結論為：

在保持物體質量M不變時，加速度a與合外力F成正比

．

Answer 1

分析：（1）示例通過自由落體求出重力加度，還可以用彈簧稱稱出物體的重力，可得出重力加速度．還可以通過小車在斜面上運動，通過紙帶求出加速度，改變斜面高度，再次測出加速度，通過牛頓第二定律求重力加速度．
（2）根據勻變速運動的公式v²=2aL，求出加速度．
根據表中數據采用描點法作圖．
根據圖象得出結論．

解答：解：（1）測重力加速度的實驗實驗設計如下表所示：

	所選器材 （只填器材序號）	簡述實驗方法 （不要求寫出具體步驟）
實驗設計	方案1： A、C、F	用彈簧秤稱出帶夾子重錘的重力大小G，再用天平測出其質量m，則g= G m ．
	方案2：B、D、 G、H、J、L、M	安裝儀器，接通電源，讓紙帶隨小車一起沿斜面下滑．用刻度尺測出所需數據．改變斜面高度再測一次．利用兩次數據，由牛頓第二定律算出結果．
	方案3：B、E、F	將帶夾子的重錘懸掛在鐵架臺上并置于桌面的邊緣，用刻度尺測出重錘離桌面邊緣的高度，同時用光電計時器測出重錘在上述高度內做自由落體的時間，則g= 2h t2

（2）①根據勻變速運動的公式v²=2aL，
a₁=

v 2 2 - v 2 1

2S

=1.4×10^-2m/s²．
a₂=

v 2 2 - v 2 1

2S

=3.0×10^-2m/s²．
a₃=

v 2 2 - v 2 1

2S

=4.3×10^-2m/s²．
②根據表中數據采用描點法作圖．

③a-F圖象是過原點的直線，所以得出的結論為：在保持物體質量M不變時，加速度a與合外力F成正比．　
故答案為：（1）如上表所示；
（2）①1.4；3.0；4.3；②圖象如圖所示；③在保持物體質量M不變時，加速度a與合外力F成正比．

點評：（1）要正確測定加速度的方法，理解實驗原理是正確解題的關鍵；
（2）解決本題的關鍵知道勻變速運動的公式．以及運用圖象方法處理實驗數據．