Question

用如圖所示裝置探究影響加速度的因素，提供的器材有長木板、鐵架臺、米尺、計時儀器、小車（可視為質點）、砝碼等，進行以下探究活動
（l）探究加速度與質量的關系．
①測量木板長度為l，將木板一端放在鐵架臺的支架上．
②讓小車從靜止開始由頂端滑到底端，測出下滑時間t，則小車運動的加速度可表示為a=______．
③保持木板傾角不變，向小車內加入砝碼，再使其由靜止開始從頂端滑到底端，測出下滑時間t′．
④在實驗誤差范圍內小車兩次下滑的加速度a與a′的關系為a______a′（填“＞”、“＜”或“=”）
⑤據此能否得出加速度與質量的關系？______
（填“能”或“不能”）
（2）探究加速度與合外力的關系
①若不計摩擦，小車質量為M，木板長度l，兩端高度差為h時，小車沿木板下滑受到的合外力為F=______，
②改變木板傾角，測出每次木板兩端的高度差h和小車下滑的時間t．
③為了尋求a與F的關系，可以作出與變量h、t相關的圖象，當兩坐標軸的物理量為______和______時，得到的圖象才是直線．

Answer 1

（1）②小車做勻加速直線運動，根據位移時間公式得：
l=

1

2

at2
解得：a=

2l

t2

④設木板的傾角為θ，根據牛頓第二定律得：
a=

mgsinθ-μgcosθ

m

=gsinθ-μcosθ，與質量無關，保持木板傾角不變，則加速度相等；
⑤此實驗的過程中，不涉及到質量，所以不能得出加速度與質量的關系；
（2）設木板的傾角為θ，若不計摩擦，小車受到重力和支持力，則
F合=Mgsinθ=Mg

h

l

根據牛頓第二定律可知，F_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

．