Question

14、现要验证“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从静止开始下滑到斜面底端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。如能得到一条过原点的直线，则可验证“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”这一规律。

(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⑴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               。

Answer 1

(1)②        ③           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_合=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.