题目内容
（2010?镇江一模）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=
| 2s | ||
|
| 2s | ||
|
（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=
mg
| h0 |
| s |
mg
．| h0 |
| s |
（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：
使mh为定值
使mh为定值
．（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
| 1 |
| t2 |
| 1 |
| t2 |
| 1 |
| m |
| 1 |
| m |
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．
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=mg
．
（5）根据F=mg
，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）
（或
） （5）使mh为定值 （6）
，
| 1 |
| 2 |
所以有：a=
| 2s | ||
|
（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 |
| h0 |
| s |
（5）根据F=mg
| h0 |
| s |
（6）a=
| 2s | ||
|
| 1 |
| t2 |
以
| 1 |
| t2 |
| 1 |
| m |
| 1 |
| t2 |
| 1 |
| m |
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 |
| m0gh0 |
| S |
| 2m0S |
| t02 |
| 1 |
| t2 |
| 1 |
| m |
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．
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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