Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過(guò)改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖像，圖中力傳感器可直接顯示繩中拉力大小，他們?cè)谲壍浪�平和傾斜的兩種情況下分別做了實(shí)驗(yàn)，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(guò)原點(diǎn)應(yīng)______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(dòng)摩擦因數(shù)μ=_______。（g=10m/s2）

(3)實(shí)驗(yàn)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(yuǎn)遠(yuǎn)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(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說(shuō)當(dāng)繩子上沒(méi)有拉力時(shí)小車就有加速度，該同學(xué)實(shí)驗(yàn)操作中平衡摩擦力過(guò)大，即傾角過(guò)大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過(guò)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(guò)原點(diǎn)，即當(dāng)有合力F時(shí)，才會(huì)產(chǎn)生加速度a，因此應(yīng)減小軌道的傾角；

(2)[3][4]根據(jù)得

所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)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(guān)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(shí)，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(shí)驗(yàn)過(guò)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(yuǎn)遠(yuǎn)大于重物質(zhì)量。