Question

某学习小组通过实验探究光滑斜面上物体下滑的加速度与物体质量及斜面倾角是否有关系．他们的实验装置如图1所示
（1）通过测量小球下滑的距离s和时间t，利用a=

2L

t2

可求出加速度a

质量 时间t 次数	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，他们保持斜面倾角θ不变，探究加速度与质量的关系．通过在小车内放入不同个数的钩码来改变物体质量，记录相应的小车下滑的时间如右表．根据表中信息可以发现：在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间

不改变

（选填“改变”或“不改变”），由此可得出斜面上下滑物体的加速度与质量

无关

（选填“有关”或“无关”）；
（3）然后如图2，他们保持小车的质量不变，探究加速度a与倾角θ的关系．通过改变木块垫放的位置来调整长木板倾角θ，测量、算出若干组倾角的正弦值sinθ及相应的加速度a，并在坐标纸上建立适当的坐标轴后描点作出如右图所示的a-sinθ关系图线，由图线可以推断：当θ=90°时，a=

10

m/s²．

Answer 1

分析：根据匀变速直线运动规律求出小车的加速度．
对物体进行受力分析，根据牛顿第二定律和图象求解．

解答：解：（1）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L=

1

2

at²，
所以有：a=

2L

t2

（2）根据以上信息，我们发现，在实验误差范围内质量改变之后平均下滑时间不改变，
经过分析得出加速度与质量的关系为斜面倾角一定时，加速度与物体质量无关．
（3）光滑斜面上物体下滑时的合力是重力沿斜面向下的分力，即F_合=mgsinα
根据牛顿第二定律得：a=

F

m

=gsinα
所以加速度a与sinα的图象斜率代表当地的重力加速度，所以g=10m/s²．
故答案为：（1）

2L

t2

 
（2）不改变，无关  
（3）10

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．