Question

【題目】現(xiàn)要驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規(guī)律．給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長(zhǎng)斜面(如圖所示)、小車、計(jì)時(shí)器一個(gè)、米尺．

(1)填入適當(dāng)?shù)墓�式或文字，完善以下�?shí)驗(yàn)步驟(不考慮摩擦力的影響)：

① 讓小車自斜面上方一固定點(diǎn)A1從靜止開始下滑至斜面底端A2，記下所用的時(shí)間t.

② 用米尺測(cè)量A1與A2之間的距離x，則小車的加速度a＝________.

③ 用米尺測(cè)量A1相對(duì)于A2的高度h.設(shè)小車所受重力為mg，則小車所受合外力F＝_______.

④ 改變________________________，重復(fù)上述測(cè)量．

⑤ 以h為橫坐標(biāo)，1/t2為縱坐標(biāo)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作圖．如能得到一條過原點(diǎn)的直線，則可以驗(yàn)證“當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，物體運(yùn)動(dòng)的加速度與它所受的合外力成正比”這一規(guī)律．

(2) 在“驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律”的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示，有一位同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出了圖乙中的A圖線．試

① A圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是__________________________________________；

② A圖線上部彎曲的原因是________________________________________________．

Answer 1

【答案】 ； ； 斜面傾角(或h的數(shù)值)； 沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠； 未滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量；

【解析】

試題（1）②小車做的是初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)運(yùn)動(dòng)規(guī)律：，解得：

③小車所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小為：mgsinθ，θ為斜面的夾角，sinθ=，所以合力為：F=mgsinθ=．④用動(dòng)能定理可解得：，所以h與成正比，所以我們需要改變h，所以需要：改變斜面的傾角或斜面高h

（2）①由圖象可知，當(dāng)小車所受拉力不為零時(shí)，加速度仍然沒有產(chǎn)生，因此該實(shí)驗(yàn)的操作不當(dāng)為：沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不夠．

②設(shè)小車與砝碼的質(zhì)量為M，小桶與砂子的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律得：

對(duì)m：mg﹣F拉=ma，對(duì)M：F拉=Ma，解得：F拉=當(dāng)mM時(shí)，繩子的拉力近似等于砂和砂桶的總重力．當(dāng)小桶與砂子的質(zhì)量為m變大后不能滿足mM的條件，故圖象彎曲，故應(yīng)填：未滿足鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量．