题目内容
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（如图所示）．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
；（2）让小车自斜面上一固定点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t；
（3）用米尺测出A1与A2之间的距离s；则：小车的加速度大小为a=______
（4）用米尺测出A1相对于A2的竖直高度差ho；则：小车所受的合外力大小为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的竖直高度差h，测出小车从A1由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．
【答案】分析：根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度．
对小车在斜面上受力分析，利用几何关系表示出小车受到的合外力．
根据实验的目的，表示出合力的表达式，根据表达式解决问题．
解答：解：（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=
at2，
所以有：a=
（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=
，所以有小车受到的合外力为F=
．
（5）根据F=
，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．
（6）a=
，说明a与
成正比，
以
为纵坐标，
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
与
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）
（4）
（5）mh为定值
（6）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．
点评：要清楚实验的原理，实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量．
通过物理规律可以把变量进行转换，以便更好研究和测量．
对小车在斜面上受力分析，利用几何关系表示出小车受到的合外力．
根据实验的目的，表示出合力的表达式，根据表达式解决问题．
解答：解：（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=
at2，所以有：a=
（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=
，所以有小车受到的合外力为F=．（5）根据F=
，要使小车所受合外力大小一定，应该使mh为定值．（6）a=
，说明a与成正比，以
为纵坐标，为横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，说明与成正比，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）
（4）
（5）mh为定值
（6）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．
点评：要清楚实验的原理，实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量．
通过物理规律可以把变量进行转换，以便更好研究和测量．
练习册系列答案
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某同学用如图1所示装置探究小车的加速度与力、质量的关系，在实验中，他把钩码重力当作小车受到的合力．
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