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

◎ 题目

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”.
魔方格

◎ 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
t20

(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
t20
,说明a与
1
t2
成正比,
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
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
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下面关于声现象的配对中,错误的是[]A.“闻其声,知其人”---------发声体不同,音色不同B.“长啸一声,山鸣谷应”---------------次声波传播很远C.“隔墙有耳”-----------------
下面关于声现象的配对中,错
在《探究加速度与力、质量的关系》实验中。(1)某组同学用如图所示装置,采用控制变量的方法,来研究小车质量不变的情况下,小车的加速度与小车受到力的关系。下列措施中不需要
在《探究加速度与力、质量的
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在“探究加速度与力、质量的
如图所示是某同学探究加速度与力、质量关系的实验装置。将一辆小车放在长木板上,小车前端系上细绳,绳的另一端跨过定滑轮挂一小盘,盘里放适量的砝码,盘与砝码的总质量为m
如图所示是某同学探究加速度
如图为“用DIS(位移传感器、数据采集器、计算机)研究加速度和力的关系”的实验装置。(1)在该实验中必须采用控制变量法,应保持_____________不变,用钩码所受的重力作为______
如图为“用DIS(位移传感器、