Question

现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾

现要验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”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．（1）填入适当的公式或文字，完善以下实验步骤（不考虑摩擦力的影响）：①小车自斜面上方一固定点A 1 从静止开始下滑至斜面底端A 2 ，记下所用的时间t②用米尺测量A 1 与A 2 之间的距离s，则小车的加速度a=______．③用米尺A 1 相对于A 2 的高h．设小车所受重力为mg，则小车所受的合外力F=______．④改变______，重复上述测量．⑤以h为横坐标， 1 t 2 为纵坐标，根据实验数据作用作图．如能得到一条过原点的直线，则可以验证“当质量一定时，物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这一规律．（2）在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中，某同学设计的方案是：①调节斜面倾角，使小车在斜面上匀速下滑．测量此时A 1 点相对于斜面底端A 2 的高度h o ．②进行（1）中的各项淐．③计算与作图时用（h-h o ）代替h．对此方案有以下几种评论意见：A．方案正确可行B．方案的理论依据正确，但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动．C．方案的理论依据有问题，小车所受摩擦力与斜面倾角有关．其中合理的意见是______．

Answer 1

（1）②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 2 ③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=mg h s ． 因为要探究加速度与合外力的关系，应该改变合外力的大小，而由上面可知，在质量确定的情况下，合外力的大小与高度成正比，所以应该改变高度h的数值重复实验．要改变h 的数值，实质是改变斜面的倾角． （2）当改变斜面的倾角，小车所受摩擦力会发生改变，故选C． 故答案为：（1）② 2s t 2  ③mg h s   ④斜面倾角（或填h的数值） （2）C