题目

题型：镇江一模难度：来源：

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m₀；
（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，用计时器记下所用的时间为t₀；
（3）用米尺测出A₁与A₂之间的距离为S；
则：小车的加速度大小a=______．
（4）用米尺测出A₁相对于A₂的高度为h₀；
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A₁相对于A₂的高度h，测出小车从A₁静止开始下滑到斜面底端A₂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”．

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

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=

h0

s

，所以有小车受到的合外力为：F=mg

h0

s

．
（5）根据F=mg

h0

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

t2

成正比，
以

1

t2

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

t2

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

t02

（4）

m0gh0

S

（或

2m0S

t02

） （5）使mh为定值 　（6）

1

t2

，

1

m