Question

現要驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”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、天平、砝碼、鉤碼若干。實驗步驟如下（不考慮摩擦力的影響），在空格中填入適當的公式或文字。

（1）用天平測出小車的質量m
（2）讓小車自斜面上方一固定點A₁從靜止下滑到斜面底端A₂，記下所用的時間t。
（3）用米尺測量A₁與A₂之間的距離s。則小車的加速度a＝            。
（4）用米尺測量A₁相對于A₂的高度h。則小車所受的合外力F＝               。
（5）在小車中加鉤碼，用天平測出此時小車與鉤碼的總質量m，同時改變h，使m與h的乘積不變。測出小車從A₁靜止開始下滑到斜面底端A₂所需的時間t。請說出總質量與高度的乘積不變的原因______________________________。
（6）多次測量m和t，以m為橫坐標，t²為縱坐標，根據實驗數據作圖。如能得到一條____________線，則可驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”這一規律。

Answer 1

③ ；(2分)      ④；(2分)
⑤為了使各次測量中，小車所受的合外力不變；(2分)
⑥過原點的直線

解答：解：（3）小車做的是初速度為零的勻加速直線運動，根據運動規律：
s=at²，解得：a=
（4）小車所受的合外力是重力沿斜面的分力，大小為：mgsinθ，θ為斜面的夾角，
sinθ=，所以合力為：F=mgsinθ=．
（5）本實驗合外力一定，為了保證在各次的測量中小車所受合外力不變，小車總質量與高度的乘積不變
（6）用動能定理可解得：h=，所以h與成正比，所以根據實驗數據作圖。如能得到一條過原點的直線，則可驗證“當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量成反比”這一規律。
故答案為：（3），（4）（5）為了使各次測量中，小車所受的合外力不變 
（6）一條過原點的直線