Question

用如圖所示裝置探究影響加速度的因素，提供的器材有長(zhǎng)木板、鐵架臺(tái)、米尺、計(jì)時(shí)儀器、小車（可視為質(zhì)點(diǎn)）、砝碼等，進(jìn)行以下探究活動(dòng)
（l）探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系．
①測(cè)量木板長(zhǎng)度為l，將木板一端放在鐵架臺(tái)的支架上．
②讓小車從靜止開始由頂端滑到底端，測(cè)出下滑時(shí)間t，則小車運(yùn)動(dòng)的加速度可表示為a=______．
③保持木板傾角不變，向小車內(nèi)加入砝碼，再使其由靜止開始從頂端滑到底端，測(cè)出下滑時(shí)間t′．
④在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)小車兩次下滑的加速度a與a′的關(guān)系為a______a′（填“＞”、“＜”或“=”）
⑤據(jù)此能否得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系？______
（填“能”或“不能”）
（2）探究加速度與合外力的關(guān)系
①若不計(jì)摩擦，小車質(zhì)量為M，木板長(zhǎng)度l，兩端高度差為h時(shí)，小車沿木板下滑受到的合外力為F=______，
②改變木板傾角，測(cè)出每次木板兩端的高度差h和小車下滑的時(shí)間t．
③為了尋求a與F的關(guān)系，可以作出與變量h、t相關(guān)的圖象，當(dāng)兩坐標(biāo)軸的物理量為______和______時(shí)，得到的圖象才是直線．

Answer 1

（1）②小車做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)位移時(shí)間公式得：
l=

1

2

at2
解得：a=

2l

t2

④設(shè)木板的傾角為θ，根據(jù)牛頓第二定律得：
a=

mgsinθ-μgcosθ

m

=gsinθ-μcosθ，與質(zhì)量無關(guān)，保持木板傾角不變，則加速度相等；
⑤此實(shí)驗(yàn)的過程中，不涉及到質(zhì)量，所以不能得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系；
（2）設(shè)木板的傾角為θ，若不計(jì)摩擦，小車受到重力和支持力，則
F合=Mgsinθ=Mg

h

l

根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)_合=Ma
即g

h

l

=

2l

t2

整理得：h=

2l2

t2

，h與

1

t2

成正比，所以作出h與

1

t2

圖象才是直線．
故答案為：（1）②

2l

t2

；④=；⑤不能；（2）Mg

h

l

；h；

1

t2

．