Question

【題目】某實驗小組設計了如圖（a）所示的實驗裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計算機可得滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖像，圖中力傳感器可直接顯示繩中拉力大小，他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示。

(1)圖線________是在軌道左側(cè)抬高，成為斜面情況下得到的（選填“1”或“2”）；要想使得該圖線過原點應______軌道的傾角（填“增大”或“減小”）

(2)滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)m =_______kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=_______。（g=10m/s2）

(3)實驗中是否要滿足，滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量遠遠大于重物質(zhì)量的條件?____。

Answer 1

【答案】① 減小 0.5 0.2 否

【解析】

(1)[1]由圖象①可知，當F=0時，a≠0．也就是說當繩子上沒有拉力時小車就有加速度，該同學實驗操作中平衡摩擦力過大，即傾角過大，平衡摩擦力時木板的右端墊得過高．所以圖線①是在軌道右側(cè)抬高成為斜面情況下得到的；

[2]要想使得該圖線過原點，即當有合力F時，才會產(chǎn)生加速度a，因此應減小軌道的傾角；

(2)[3][4]根據(jù)得

所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)．由圖形b得加速度a和所受拉力F的關系圖象斜率k=2，所以滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量

m=0.5kg

由圖形b得，在水平軌道上F=1N時，加速度a=0，根據(jù)牛頓第二定律得

F-μmg=0

解得

μ=0.2

(3)[5]滑塊和位移傳感器發(fā)射部分受到的拉力由力傳感器得出，實驗過程中不需要控制滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量遠遠大于重物質(zhì)量。