Question

【題目】某實驗小組設計了如圖甲所示實驗裝置，探究滑塊運動的加速度a和所受拉力F 的關系．在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了多組實驗，將位移傳感器和力傳感器得到的多組數據輸入計算機進行處理，得到了兩條a-F圖線①、②，如圖乙所示．

(1)實驗時，一定要進行的操作是______．

A．改變托盤中砝碼的個數

B．滑塊在軌道水平和傾斜的兩種情況下必須在同一位置由靜止釋放

C．用天平測出托盤的質量

D．為減小誤差，實驗中一定要保證托盤和砝碼的質量遠小于滑塊的質量

(2)在軌道傾斜的情況下得到的a-F圖線是____．（選填①或②）

(3)滑塊和位移傳感器發射部分的總質量m=______kg;滑塊和軌道間的動摩擦因數= ___（重力加速度g取10 ）

Answer 1

【答案】 A; ①; 0.5; 0.2;

【解析】(1)A項：由于探究加速度與合外力的關系，所以應改變物塊的合外力，即改變托盤中砝碼的個數，故A正確；

B項：滑塊的釋放位置對該實驗沒有影響，不要求每次在同一位置，故B錯誤；

C、D項：本題拉力可以由力的傳感器測出，不需要用天平測出砂和砂桶的質量，也就不需要使小桶（包括砂）的質量遠小于車的總質量，故C錯誤，D錯誤；

(2) 由圖象可知，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是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的；

(3) 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射部分的總質量的倒數，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射部分的總質量m=0.5Kg

由圖形b得，在水平軌道上F=1N時，加速度a=0，

根據牛頓第二定律得F-μmg=0

解得μ=0.2

點晴：通過作出兩個量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關系．運用數學知識和物理量之間關系式結合起來求解。