Question

13．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的關系圖象，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①是在軌道左側抬高，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減小軌道的傾角（填“增大”或“減小”）
（2）滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量m=0.5kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數μ=0.2．（g=10m/s²）
（3）實驗中是否要滿足，滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質量遠遠大于重物質量的條件？否．

Answer 1

分析 知道滑塊運動的加速度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)射部分的總質量的倒數．
對滑塊受力分析，根據牛頓第二定律求解．

解答 解：（1）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；
要想使得該圖線過原點，即當有合力F時，才會產生加速度a，因此應減小軌道的傾角．
（2）根據F=ma得a=$\frac{F}{m}$，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(fā)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；
（3）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)射部分的總質量遠遠大于重物質量．
故答案為：（1）①，減��；（2）0.5；0.2；（3）否．

點評 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．