Question

為探究“合外力一定時，物體運動的加速度與質量的關系”，某同學設計了如圖所示的實驗裝置：A₁A₂是傾角可以調節的長斜面，B是不計摩擦力的小車，另有計時器、米尺、天平和砝碼等，完成下列步驟中的填空：（用測得的物理量符號表示）

小題1:用天平測出小車的質量M，用米尺測出斜面上固定點P與斜面底端A₂間的距離x；
小題2:讓小車自P點從靜止開始下滑到A₂，記下所用的時間t₁，則小車的加速度a₁=     ；
小題3:用米尺測量P點相對于A₂所在水平面的高度hi，則小車所受的合力F=         ；
小題4:在小車中加質量為m的砝碼，要使小車（包括砝碼）受到的合力不變，則應同時改變P點相對于A₂所在水平面的高度為h₂，那么=        ；
小題5:測量小車（包括砝碼）自P點從靜止下滑到A₂所用的時間t₂．如牛頓第二定律成立，那么兩次小車（包括砝碼）質量比與小車運動時間應滿足的關系是=         ；
小題6:多次改變小車（包括砝碼）的質量及P點相應的高度，同時測量小車自P點從靜止下滑到A₂所用的時間，以小車（包括砝碼）的質量為橫坐標，時間的平方為縱坐標，根據實驗數據作圖，如能得到一條         ，則可得到“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”

Answer 1

小題1:
小題2:
小題3:
小題4:
小題5:
小題6:

小題2:小車做初速度為零的勻加速直線運動，根據勻變速直線運動規律有x=at²，
所以有：a=
小題3:小車在斜面上受到豎直向下的重力、垂直接觸面的支持力，這兩個力在垂直斜面方向的合力為零，所以沿斜面方向的力為，而斜面高度為h，
根據幾何關系有=，所以有小車受到的合外力為F=mg．
小題4:根據F=m₀g，要使小車所受合外力大小一定，應該使mh為定值,所以即：
小題5:小車做勻加速直線運動，根據，位移相同，
所以=
小題6:，說明a與成正比，
以為縱坐標，為橫坐標建立坐標系，如果這些點在一條過原點的直線上，說明與成正比，
則可間接說明當合外力大小一定時，物體運動的加速度大小與其質量成反比．