Question

某研究性學(xué)習(xí)小組欲探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質(zhì)量及斜面傾角的關(guān)系。因為一般的長木板摩擦較大，學(xué)習(xí)小組決定用氣墊導(dǎo)軌代替長木板，對氣墊導(dǎo)軌進行改造，做成斜面，這樣摩擦可以忽略不計，裝置模型簡化如圖所示，實驗室提供器材如下：

A．氣墊導(dǎo)軌（已知長度L）； 

B．質(zhì)量為M的滑塊（內(nèi)部是空的，可放砝碼，可視為質(zhì)點）； 

C．質(zhì)量為m的砝碼若干個；

D．各種薄厚不等的方木塊多個（墊氣墊導(dǎo)軌備用）；

E．米尺； 

F．秒表。

實驗過程：

第一步，保持斜面傾角不變，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。

①實驗中，通過向滑塊內(nèi)放入砝碼來改變滑塊質(zhì)量，只要測出滑塊由斜面頂端滑至底端所用時間t，就可以由下面哪個公式求出滑塊的加速度：

   A．　                B．　                   C．　                    D．

②某同學(xué)記錄的實驗數(shù)據(jù)如右表所示，根據(jù)這些信息，判斷以下結(jié)論正確的是：

A．在實驗誤差范圍內(nèi)，滑塊的質(zhì)量改變之后，其加速度改變較大

B．經(jīng)過分析得出滑塊的加速度和滑塊的總質(zhì)量沒有關(guān)系

C．經(jīng)過分析得出滑塊的平均速度和滑塊的總質(zhì)量成正比

D．在實驗誤差范圍內(nèi)，滑塊的質(zhì)量改變之后，其下滑時間不改變

質(zhì)量   時間t	M	M+m	M+2m
1	1.42	1.41	1.42
2	1.40	1.42	1.39
3	1.41	1.38	1.42

第二步，保持物體質(zhì)量不變，探究加速度與傾角的關(guān)系。

實驗中通過改變方木塊墊放位置來調(diào)整氣墊導(dǎo)軌的傾角。由于沒有量角器，因此通過測量氣墊導(dǎo)軌頂端到水平面高度h，求出傾角α的正弦值sinα=h/L．某同學(xué)記錄了高度h和加速度a的對應(yīng)值如下表：

L (m)	1.00
h (m)	0.10	0.20	0.30	0.40	0.50
a (m/s2)	0.970	1.950	2.925	3.910	4.880

③請根據(jù)上表中所給的數(shù)據(jù)，在坐標紙上通過描點繪出圖象。

④根據(jù)所繪出的圖線，求出當?shù)氐闹亓�加速�?sub>_______。 (保留三位有效數(shù)字)

Answer 1

【參考答案】①C（2分）   ②BD （2分） 

③正確作圖（3分）9.70—9.83m/s²之間（3分）

【命題立意】這是一個探究性實驗，是以牛頓第二定律為情境，考查考生理解實驗原理和操作方法，以及處理實驗數(shù)據(jù)的能力。

【解    析】①由公式得：

②根據(jù)數(shù)據(jù)分析，小車的質(zhì)量改變時，下滑的時間基本沒有改變，所以加速度也基本沒有改變。故選BD。

③用描點法畫出圖象，求出斜率，小車的加速度

            得：，所以，可求重力加速度。