Question

【題目】現要驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一物理規律。給定的器材如下：一傾角可以調節的長斜面（如圖）、小車、計時器一個、米尺。

（1）填入適當的公式或文字，完善以下實驗步驟（不考慮摩擦力的影響）：

①小車自斜面上方一固定點Ａ1從靜止開始下滑至斜面底端Ａ2，記下所用的時間t

②用米尺測量Ａ1與Ａ2之間的距離s，則小車的加速度a=____________。

③用米尺Ａ1相對于Ａ2的高h。設小車所受重力為mg，則小車所受的合外力Ｆ＝________。④改變_________________，重復上述測量。

⑤以h為橫坐標，1/t2為縱坐標，根據實驗數據作用作圖。如能得到一條過原點的直線，則可以驗證“當質量一定時，物體運動的加速度與它所受的合外力成正比”這一規律。

（2）在探究如何消除上述實驗中摩擦阻力影響的過程中，某同學設計的方案是：

①調節斜面傾角，使小車在斜面上勻速下滑。測量此時Ａ1點相對于斜面底端Ａ2的高度ho。②進行（1）中的各項淐。

③計算與作圖時用（h－ho）代替h。

對此方案有以下幾種評論意見：

A．方案正確可行

B．方案的理論依據正確，但利用所給的器材無法確定小車在斜面上是否做勻速運動。

C．方案的理論依據有問題，小車所受摩擦力與斜面傾角有關。

其中合理的意見是________。

Answer 1

【答案】 斜面傾角（或填h的數值） Ｃ

【解析】

試題⑴由初速為0的勻加速運動有，，聯立兩式可得；小車所受的合外力大小為重力沿斜面方向的分量大小，設斜面傾角為，故有；通過改變斜面傾角可以使小車獲得不同大小的合外力，以便獲取不同加速度下的實驗數據； (2) 設小車所受摩擦力為f，小車與斜面間摩擦系數為，則，故小車所受摩擦力會隨著斜面傾角的增大而減小，故C合理。