利用实验探究“当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比”．给定的器材有：倾角可以调节的长斜面（如图）、小车
| 利用实验探究“当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比”．给定的器材有：倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器、米尺、天平（含砝码）、钩码等．在实验过程中不考虑摩擦，重力加速度为g，请结合下列实验步骤回答相关问题． （1）用天平测出小车的质量为m 0 ； （2）让小车自斜面上方一固定点A 1 从静止开始下滑到斜面底端A 2 ，用计时器记下所用的时间为t 0 ； （3）用米尺测出A 1 与A 2 之间的距离为S； 则：小车的加速度大小a=______． （4）用米尺测出A 1 相对于A 2 的高度为h 0 ； 则：小车所受的合外力大小F=______． （5）在小车中加钩码，用天平测出此时小车与钩码的总质量m，同时通过改变斜面的倾角来改变固定点A 1 相对于A 2 的高度h，测出小车从A 1 静止开始下滑到斜面底端A 2 所需的时间t； 问：质量不相等的前后两次应怎样操作才能使小车所受合外力大小一定？答：______． （6）多次改变小车与钩码的总质量进行实验，测出各次对应的m、h、t的值．以______为纵坐标、______为横坐标建立坐标系，根据各组数据在坐标系中描点．如果这些点在一条过原点的直线上，则可间接说明“当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比”．  |
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（3）小车做初速度为零的匀加速直线运动，根据匀变速直线运动规律有：s=
1
2 at 2 ，
所以有：a=
2s
t 20
（4）小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力，这两个力在垂直斜面方向的合力为零，所以沿斜面方向的力为mgsinα，而斜面高度为h，根据几何关系有：sinα=
h 0
s ，所以有小车受到的合外力为：F=mg
h 0
s ．
（5）根据F=mg
h 0
s ，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．
（6）a=
2s
t 20 ，说明a与
1
t 2 成正比，
以
1
t 2 为纵坐标，
1
m 为横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，说明
1
t 2 与
1
m 成正比，
则可间接说明当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比．
故答案为：
（3）
2S
t 0 2 （4）
m 0 g h 0
S （或
2 m 0 S
t 0 2 ） （5）使mh为定值 （6）
1
t 2 ，
1
m
1
2 at 2 ，
所以有：a=
2s
t 20
（4）小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力，这两个力在垂直斜面方向的合力为零，所以沿斜面方向的力为mgsinα，而斜面高度为h，根据几何关系有：sinα=
h 0
s ，所以有小车受到的合外力为：F=mg
h 0
s ．
（5）根据F=mg
h 0
s ，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．
（6）a=
2s
t 20 ，说明a与
1
t 2 成正比，
以
1
t 2 为纵坐标，
1
m 为横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，说明
1
t 2 与
1
m 成正比，
则可间接说明当合外力大小一定时，物体运动的加速度大小与其质量成反比．
故答案为：
（3）
2S
t 0 2 （4）
m 0 g h 0
S （或
2 m 0 S
t 0 2 ） （5）使mh为定值 （6）
1
t 2 ，
1
m
1年前
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