Question

【題目】某同學利用圖甲所示DIS裝置探究滑塊加速度與合力的關系，同時測量滑塊與軌道間的動摩擦因數。重物通過光滑的定滑輪用細線拉滑塊，在滑塊和細線左端之間固定一力傳感器，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端，位移傳感器（發射器）隨滑塊一起沿水平軌道運動。實驗中，保持滑塊（包括位移傳感器發射器和力傳感器）的質量M不變，改變重物的質量m，重復實驗若干次，得到滑塊的加速度a與力傳感器的示數F的關系如圖乙所示。

(1)本實驗______（填“需要”或“不需要”）滿足滑塊（包括位移傳感器發射器和力傳感器）的質量遠大于重物的質量。

(2)滑塊（包括位移傳感器發射器和力傳感器）的質量為________kg；取g=10m/s2，空氣阻力不計，滑塊與軌道間的動摩擦因數為_________。

Answer 1

【答案】不需要； 2.0； 0.05。

【解析】

本實驗中細線的拉力可能通過力傳感器直接測出，因此不需要滿足滑塊（包括位移傳感器發射器和力傳感器）的質量遠大于重物的質量；

取滑塊為研究對象，由牛頓第二定律可得

，

變形可得

，

分析圖象的斜率可得

，

可得；

當，代入加速度的表達式

，

代入數值

，

解得：

。