用如图所示装置探究影响加速度的因素,提供的器材有长木板、铁架台、米尺、计时仪器、小车(可视为质点)、砝码等,进行以下探究活动
(l)探究加速度与质量的关系.
①测量木板长度为l,将木板一端放在铁架台的支架上.
②让小车从静止开始由顶端滑到底端,测出下滑时间t,则小车运动的加速度可表示为a=______.
③保持木板倾角不变,向小车内加入砝码,再使其由静止开始从顶端滑到底端,测出下滑时间t′.
④在实验误差范围内小车两次下滑的加速度a与a′的关系为a______a′(填“>”、“<”或“=”)
⑤据此能否得出加速度与质量的关系?______
(填“能”或“不能”)
(2)探究加速度与合外力的关系
①若不计摩擦,小车质量为M,木板长度l,两端高度差为h时,小车沿木板下滑受到的合外力为F=______,
②改变木板倾角,测出每次木板两端的高度差h和小车下滑的时间t.
③为了寻求a与F的关系,可以作出与变量h、t相关的图象,当两坐标轴的物理量为______和______时,得到的图象才是直线.
(1)②小车做匀加速直线运动,根据位移时间公式得:
l=
at21 2
解得:a=2l t2
④设木板的倾角为θ,根据牛顿第二定律得:
a=
=gsinθ-μcosθ,与质量无关,保持木板倾角不变,则加速度相等;mgsinθ-μgcosθ m
⑤此实验的过程中,不涉及到质量,所以不能得出加速度与质量的关系;
(2)设木板的倾角为θ,若不计摩擦,小车受到重力和支持力,则
F合=Mgsinθ=Mgh l
根据牛顿第二定律可知,F合=Ma
即g
=h l 2l t2
整理得:h=
,h与2l2 t2
成正比,所以作出h与1 t2
图象才是直线.1 t2
故答案为:(1)②
;④=;⑤不能;(2)Mg2l t2
;h;h l
.1 t2