Question

現(xiàn)要驗證“當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一物理規(guī)律．給定的器材如下：一傾角可以調(diào)節(jié)的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺、天平、砝碼、鉤碼若干．實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格中填入適當(dāng)?shù)墓�式或文字�?br>（1）用天平測出小車的質(zhì)量m
（2）讓小車自斜面上方一固定點A₁從靜止開始下滑到斜面底端A₂，記下所用的時間t．
（3）用米尺測量A₁與A₂之間的距離s．則小車的加速度a=______．
（4）用米尺測量A₁相對于A₂的高度h．則小車所受的合外力F=______．
（5）在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質(zhì)量m，同時改變h，使m與h的乘積不變．測出小車從A₁靜止開始下滑到斜面底端A₂所需的時間t．請說出總質(zhì)量與高度的乘積不變的原因______．
（6）多次測量m和t，以m為橫坐標(biāo)，t²為縱坐標(biāo)，根據(jù)實驗數(shù)據(jù)作圖．如能得到一條______線，則可驗證“當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一規(guī)律．

Answer 1

（3）小車做初速度為零的勻加速直線運動，根據(jù)勻變速直線運動規(guī)律有s=

1

2

at²，
所以有：a=

2s

t2

（4）小車在斜面上受到豎直向下的重力、垂直接觸面的支持力，這兩個力在垂直斜面方向的合力為零，所以沿斜面方向的力為mgsinα，而斜面高度為h，
根據(jù)幾何關(guān)系有sinα=

h

s

，所以有小車受到的合外力為F=

mgh

s

．
（5）根據(jù)F=

mgh

s

，要使小車所受合外力大小一定，應(yīng)該使mh為定值．
（6）a=

2s

t2

，說明a與

1

t2

成正比，
以t²為縱坐標(biāo)，為m橫坐標(biāo)建立坐標(biāo)系，如果這些點在一條過原點的直線上，則可驗證“當(dāng)合外力一定時，物體運動的加速度與其質(zhì)量成反比”這一規(guī)律．
故答案為：③

2s

t2

；
④

mgh

s

；
⑤為了使各次測量中，小車所受的合外力不變；
⑥過原點的直線