Question

现要验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一物理规律．给定的器材如下：一倾角可以调节的长斜面（如图）、小车、计时器一个、米尺、天平、砝码、钩码若干．实验步骤如下（不考虑摩擦力的影响），在空格中填入适当的公式或文字．

（1）用天平测出小车的质量m

（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，记下所用的时间t．

（3）用米尺测量A₁与A₂之间的距离s．则小车的加速度a＝_____________．

（4）用米尺测量A₁相对于A₂的高度h．则小车所受的合外力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，同时改变h，使m与h的乘积不变．测出小车从A₁静止开始下滑到斜面底端A₂所需的时间t．请说出总质量与高度的乘积不变的原因______________________________．

（6）多次测量m和t，以m为横坐标，t²为纵坐标，根据实验数据作图．如能得到一条____________线，则验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律．

Answer

； ； 为了使各次测量中，小车所受的合外力不变； 过原点的直线；

【解析】

（3）由题意知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可得：，可以解得：

，

故填．

（4）小车在斜面上受到重力、支持力，这两个力在垂直斜面方向上的合力为零，所以沿斜面方向的合力为F=mgsinα，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：

；

（5）根据，为了使各次测量中，小车所受的合外力不变，应使m与h的乘积不变；

（6）根据，说明a与成正比，以t2为纵坐标，以m横坐标建立坐标系，如果这些点在一条过原点的直线上，则可验证“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量成反比”这一规律。