题目

题型：徐州模拟难度：来源：

现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字．
（1）用天平测出小车的质量m
（2）让小车自斜面上方一固定点A₁从静止开始下滑到斜面底端A₂，记下所用的时间t．
（3）用米尺测量A₁与A₂之间的距离s．则小车的加速度a=______．
（4）用米尺测量A₁相对于A₂的高度h．则小车所受的合外力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，同时改变h，使m与h的乘积不变．测出小车从A₁静止开始下滑到斜面底端A₂所需的时间t．请说出总质量与高度的乘积不变的原因______．
（6）多次测量m和t，以m为横坐标，t²为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条______线，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．

答案

（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

at²，
所以有：a=

2s

t2

（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

s

，所以有小车受到的合外力为F=

mgh

s

．
（5）根据F=

mgh

s

，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．
（6）a=

2s

t2

，说明a与

1

t2

成正比，
以t²为纵坐标，为m横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．
故答案为：③

2s

t2

；
④

mgh

s

；
⑤为了使各次测量中，小车所受的合外力不变；
⑥过原点的直线