Question

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。

⑴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。
②用米尺測量A₁與A₂之間的距離s，則小車的加速度a＝            。
③用米尺測量A₁相對于A₂的高度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，根據實驗數據作圖。如能得到一條過原點的直線，則可驗證“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。
⑵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h₀。
②進行⑴中的各項測量。
③計算與作圖時用（h－h₀）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

⑴②；③；④斜面傾角（或填h的數值）；⑵ C。

試題分析：（1）②題中初速度為0，位移為s，時間為t，則根據公式x=at²計算出加速度的大小為a=；③題中不考慮摩擦的影響，故重力沿斜面方向的分力即為小車受到的合外力，設斜面與水平面的夾角為θ，則F=mg×sinθ=；④由于該題探究的是“物體運動的加速度與它所受的合外力的關系”故需要改變合力，則這一步應該改變斜面的傾角或者改變h的數值，以達到改變合外力的目的，以取得不同合外力情況下的加速度的值，看它們是否還成正比；如果考慮摩擦力的存在，就需要平衡摩擦力，但摩擦力的大小與斜面的傾角是有關系的，故這樣做的理論依據就是不正確的，故C是正確的。