Question

某探究性學(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)量及斜面傾角是否有關(guān)。實(shí)驗(yàn)室提供如下器材：

A．表面光滑的長木板（長度為L）；  B．小車；  C．質(zhì)量為m的鉤碼若干個(gè)；  D．方木塊（備用于墊木板）；  E．米尺；  F．秒表；

（1）實(shí)驗(yàn)過程：

第一步，在保持斜面傾角不變時(shí)，探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中，通過向小車放入鉤碼來改變物體質(zhì)量，只要測(cè)出小車由斜面頂端滑至底端所用時(shí)間t，就可以由公式a＝_________求出a。

某同學(xué)記錄的數(shù)據(jù)如下表所示：

根據(jù)以上信息，我們發(fā)現(xiàn)，在實(shí)驗(yàn)誤差范圍內(nèi)質(zhì)量改變之后平均下滑時(shí)間__________（填“改變”或“不改變”），經(jīng)過分析得出加速度與質(zhì)量的關(guān)系為___________。第二步，在物體質(zhì)量不變時(shí)，探究加速度與傾角的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中通過改變方木塊墊放位置來調(diào)整長木板的傾角，由于沒有量角器，因此通過測(cè)量出木板頂端到水平面高度h，求出傾角α的正弦值sinα＝h/L。

某同學(xué)記錄了高度和加速度的對(duì)應(yīng)值，并在坐標(biāo)紙上建立適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)軸后描點(diǎn)作圖如上圖，請(qǐng)根據(jù)他所作的圖線求出當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度g＝__________m/s²。進(jìn)一步分析可知，光滑斜面上物體下滑的加速度與傾角的關(guān)系為__________。

（2）該實(shí)驗(yàn)小組所采用的探究方法是____________________。

Answer 1

（1）  不改變  無關(guān)  9.80  a＝gsinα  （2）控制變量法

解析：（1）斜面長度L已知，測(cè)出小車由斜面頂端運(yùn)動(dòng)到斜面底端時(shí)的時(shí)間t，由L=at²得a=

分析表中數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)小車質(zhì)量改變時(shí)，下滑時(shí)間不變（略有不同是因?yàn)閷?shí)驗(yàn)中存在誤差），因此加速度與質(zhì)量無關(guān)。

小車沿光滑斜面下滑時(shí)，受力如圖。

則ma=mgsinα

所以a=gsinα（可見與質(zhì)量無關(guān)）

則a-sinα圖象中圖線的斜率表示g的大小。由圖象中取兩點(diǎn)，讀出其橫、縱坐標(biāo)（sinα₁，a₁）（sinα₂，a₂），那么g=

例如g= m/s²=9.80 m/s²。

（2）該實(shí)驗(yàn)小組采用的探究方法是控制變量法。保持斜面傾角不變，研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系；保持質(zhì)量不變，研究加速度與斜面傾角的關(guān)系。