Question

某學習小組通過實驗探究光滑斜面上物體下滑的加速度與物體質量及斜面傾角是否有關系．他們的實驗裝置如圖1所示
（1）通過測量小球下滑的距離s和時間t，利用a=

2L

t2

可求出加速度a

質量 時間t 次數	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

（2）首先，他們保持斜面傾角θ不變，探究加速度與質量的關系．通過在小車內放入不同個數的鉤碼來改變物體質量，記錄相應的小車下滑的時間如右表．根據表中信息可以發現：在實驗誤差范圍內質量改變之后平均下滑時間

不改變

（選填“改變”或“不改變”），由此可得出斜面上下滑物體的加速度與質量

無關

（選填“有關”或“無關”）；
（3）然后如圖2，他們保持小車的質量不變，探究加速度a與傾角θ的關系．通過改變木塊墊放的位置來調整長木板傾角θ，測量、算出若干組傾角的正弦值sinθ及相應的加速度a，并在坐標紙上建立適當的坐標軸后描點作出如右圖所示的a-sinθ關系圖線，由圖線可以推斷：當θ=90°時，a=

10

m/s²．

Answer 1

分析：根據勻變速直線運動規律求出小車的加速度．
對物體進行受力分析，根據牛頓第二定律和圖象求解．

解答：解：（1）小車做初速度為零的勻加速直線運動，根據勻變速直線運動規律有L=

1

2

at²，
所以有：a=

2L

t2

（2）根據以上信息，我們發現，在實驗誤差范圍內質量改變之后平均下滑時間不改變，
經過分析得出加速度與質量的關系為斜面傾角一定時，加速度與物體質量無關．
（3）光滑斜面上物體下滑時的合力是重力沿斜面向下的分力，即F_合=mgsinα
根據牛頓第二定律得：a=

F

m

=gsinα
所以加速度a與sinα的圖象斜率代表當地的重力加速度，所以g=10m/s²．
故答案為：（1）

2L

t2

 
（2）不改變，無關  
（3）10

點評：要清楚實驗的原理，實驗中需要測量的物理量是直接測量還是間接測量．
通過物理規律可以把變量進行轉換，以便更好研究和測量．