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(2010?镇江一模)利用实验探究“当合外力大小一定时,物体运动的加速度大小与其质量成反比”.给定的器材有:倾角可以调节的长斜面(如图)、小车、计时器、米尺、天平(含砝码)、钩码等.在实验过程中不考虑摩擦,重力加速度为g,请结合下列实验步骤回答相关问题. 
(1)用天平测出小车的质量为m0;
(2)让小车自斜面上方一固定点A1从静止开始下滑到斜面底端A2,用计时器记下所用的时间为t0;
(3)用米尺测出A1与A2之间的距离为S;
则:小车的加速度大小a=
2s
t
2
0
2s
t
2
0
.
(4)用米尺测出A1相对于A2的高度为h0;
则:小车所受的合外力大小F=
mg
h0
s
mg
h0
s
.
(5)在小车中加钩码,用天平测出此时小车与钩码的总质量m,同时通过改变斜面的倾角来改变固定点A1相对于A2的高度h,测出小车从A1静止开始下滑到斜面底端A2所需的时间t;
问:质量不相等的前后两次应怎样操作才能使小车所受合外力大小一定?答:
使mh为定值
使mh为定值
.
(6)多次改变小车与钩码的总质量进行实验,测出各次对应的m、h、t的值.以
1
t2
1
t2
为纵坐标、
1
m
1
m
为横坐标建立坐标系,根据各组数据在坐标系中描点.如果这些点在一条过原点的直线上,则可间接说明“当合外力大小一定时,物体运动的加速度大小与其质量成反比”.
分析:根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度.
对小车在斜面上受力分析,利用几何关系表示出小车受到的合外力.
根据实验的目的,表示出合力的表达式,根据表达式解决问题.
解答:解:(3)小车做初速度为零的匀加速直线运动,根据匀变速直线运动规律有:s=
1
2
at2,
所以有:a=
2s
t
2
0

(4)小车在斜面上受到竖直向下的重力、垂直接触面的支持力,这两个力在垂直斜面方向的合力为零,所以沿斜面方向的力为mgsinα,而斜面高度为h,根据几何关系有:sinα=
h0
s
,所以有小车受到的合外力为:F=mg
h0
s
.
(5)根据F=mg
h0
s
,要使小车所受合外力大小一定,应该使mh为定值.
(6)a=
2s
t
2
0
,说明a与
1
t2
成正比,
以
1
t2
为纵坐标,
1
m
为横坐标建立坐标系,如果这些点在一条过原点的直线上,说明
1
t2
与
1
m
成正比,
则可间接说明当合外力大小一定时,物体运动的加速度大小与其质量成反比.
故答案为:
(3)
2S
t02
(4)
m0gh0
S
(或
2m0S
t02
) (5)使mh为定值  (6)
1
t2
,
1
m
点评:要清楚实验的原理,实验中需要测量的物理量是直接测量还是间接测量.
通过物理规律可以把变量进行转换,以便更好研究和测量.
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1
4
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(1)b球的比荷
qm
;
(2)从b球到达原点O开始至b球与a球相遇所需的时间;
(3)撤去电场时,a球的位置坐标.

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