现要验证“当质量—定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正

现要验证“当质量—定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”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.

(1)填入适当的公式或文字,完善以下实验步骤(不考虑摩擦力的影响):

    ①让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑至斜面底端A2,记下所用的时间t.

    ②用米尺测量A1与A2之间的距离s,则小车的加速度a=_________.

    ③用米尺测量A1相对于A2的高度h.设小车所受重力为mg,则小车所受的合外力F=__________.

    ④改变__________,重复上述测量.

    ⑤以h为横坐标,1/t2为纵坐标,根据实验数据作图.如能得到—条过原点的直线,则可以验证“当质量一定时,物体运动的加速度与它所受的合外力成正比”这—规律.

(2)在探究如何消除上述实验中摩擦阻力影响的过程中,某同学设计的方案是:

    ①调节斜面倾角,使小车在斜面上匀速下滑.测量此时A1点相对于斜面底端A2的高度h0.

    ②进行(1)中的各项测量.

    ③计算与作图时用(h—h0)代替h.

    对此方案有以下几种评论意见:

    A.方案正确可行

    B.方案的理论依据正确,但利用所给的器材无法确定小车在斜面上是否做匀速运动.

    C.方案的理论依据有问题,小车所受摩擦力与斜面倾角有关

    其中合理的意见是_____________.

答案

(1)②    ③mg    ④斜面倾角(或填h的数值)

(2)C【解析】(1)②小车在斜面上做初速度为零的匀加速直线运动,由s=at2得a=.

③小车在垂直斜面方向合力为零,故小车所受合外力为F=mgsinθ=mg.

④改变斜面的倾角,或改变高度h,可改变小车所受的合外力,以测定不同倾角时小车的加速度.

(2)小车在斜面上受力如图所示.

因N-mgcosθ=0

f=μN

所以f=μmgcosθ,故小车所受滑动摩擦力是变力.

随θ角变大而减小,故合理的意见是C.

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