Question

【題目】現要驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”這一物理規律．給定的器材如下：一傾角可以調節的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺、天平、砝碼、鉤碼若干．實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格中填入適當的公式或文字．

（1）用天平測出小車的質量m；

（2）讓小車自斜面上方一固定點A1從靜止下滑到斜面底端A2，記下所用的時間t．

（3）用米尺測量A1與A2之間的距離s．則小車的加速度a= ．

（4）用米尺測量A1相對于A2的高度h．則小車所受的合外力F= ．

（5）在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質量m，同時改變h，使m與h的乘積不變．測出小車從A1靜止開始下滑到斜面底端A2所需的時間t．請說出總質量與高度的乘積不變的原因 ．

（6）多次測量m和t，以m為橫坐標，t2為縱坐標，根據實驗數據作圖．如能得到一條 線，則可驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”這一規律．

Answer 1

【答案】（3）

（4）

（5）為了使各次測量中，小車所受的合外力不變

（6）過原點的直線

【解析】

試題分析：（3）由題意知小車做初速度為零的勻加速直線運動，根據勻變速直線運動規律可得：，可以解得：，故填。

（4）小車在斜面上受到重力、支持力，這兩個力在垂直斜面方向上的合力為零，所以沿斜面方向的合力為F=mgsinα，斜面高度為h，根據幾何關系有：，所以有小車受到的合外力為：；

（5）根據，為了使各次測量中，小車所受的合外力不變，應使m與h的乘積不變；

（6）根據，說明a與成正比，以t2為縱坐標，以m橫坐標建立坐標系，如果這些點在一條過原點的直線上，則可驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”這一規律．