为探究“合外力一定时,物体运动的加速度与质量的关系”,某同学设计了如图所示的实验装置:A1A2是倾角可以调节的长斜面,B是不计摩擦力的小车,另有计时器、米尺、天平和砝码等

◎ 题目

为探究“合外力一定时,物体运动的加速度与质量的关系”,某同学设计了如图所示的实验装置:A1A2是倾角可以调节的长斜面,B是不计摩擦力的小车,另有计时器、米尺、天平和砝码等,完成下列步骤中的填空:(用测得的物理量符号表示)

小题1:用天平测出小车的质量M,用米尺测出斜面上固定点P与斜面底端A2间的距离x;
小题2:让小车自P点从静止开始下滑到A2,记下所用的时间t1,则小车的加速度a1=     
小题3:用米尺测量P点相对于A2所在水平面的高度hi,则小车所受的合力F=         
小题4:在小车中加质量为m的砝码,要使小车(包括砝码)受到的合力不变,则应同时改变P点相对于A2所在水平面的高度为h2,那么=        
小题5:测量小车(包括砝码)自P点从静止下滑到A2所用的时间t2.如牛顿第二定律成立,那么两次小车(包括砝码)质量比与小车运动时间应满足的关系是=         
小题6:多次改变小车(包括砝码)的质量及P点相应的高度,同时测量小车自P点从静止下滑到A2所用的时间,以小车(包括砝码)的质量为横坐标,时间的平方为纵坐标,根据实验数据作图,如能得到一条         ,则可得到“当合外力一定时,物体运动的加速度与其质量成反比”

◎ 答案


小题1:
小题2:
小题3:
小题4:
小题5:
小题6:

◎ 解析

小题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x=at2
所以有:a=
小题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,而斜面高度为h,
根据几何关系有=,所以有小车受到的合外力为F=mg
小题4:根据F=m0g,要使小车所受合外力大小一定,应该使mh为定值,所以即:
小题5:小车做匀加速直线运动,根据,位移相同,
所以=
小题6:说明a与成正比,
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.

◎ 知识点

    专家分析,试题“为探究“合外力一定时,物体运动的加速度与质量的关系”,某同学设计了如图所示的实验装置:A1A2是倾角可以调节的长斜面,B是不计摩擦力的小车,另有计时器、米尺、天平和砝码等…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】,【实验:探究弹力与弹簧伸长的关系】,【实验:探究加速度与力、质量的关系】,【实验:探究功与速度变化的关系】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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