Question

【題目】如圖甲所示，是研究小車(chē)加速度與外力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置，重物通過(guò)滑輪用細(xì)線拉小車(chē)，小車(chē)沿水平軌道運(yùn)動(dòng)。圖中A是固定在軌道上的位移傳感器的接收器，B是固定在小車(chē)上的位移傳感器的發(fā)射器，C是固定在小車(chē)上的力傳感器。實(shí)驗(yàn)中力傳感器測(cè)出拉力為F，保持小車(chē)（包括B和C）的質(zhì)量不變，小車(chē)的加速度由位移傳感器及與之相連的計(jì)算機(jī)得到。改變重物重力重復(fù)實(shí)驗(yàn)若干次，得到加速度與外力的關(guān)系如圖乙所示，測(cè)得圖像的斜率為k，橫軸截距為F。（最大靜摩擦等于滑動(dòng)摩擦力）。

(1)小車(chē)在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的摩擦力大小為__________；

(2)小車(chē)（包括B和C）的質(zhì)量為_________；

(3)本實(shí)驗(yàn)得到的圖像不過(guò)原點(diǎn)，為了使得到圖像過(guò)原點(diǎn)，應(yīng)將軌道左端墊起，使得軌道成為一個(gè)傾角為的斜面，則tanθ=_______（用k、F0和g表示）。

Answer 1

【答案】

【解析】

(1)[1]當(dāng)外力等于時(shí)，此時(shí)加速度為零，小車(chē)剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，表明小車(chē)受到的阻力為；

(2)[2]根據(jù)牛頓第二定律：

可得：

可見(jiàn)圖像的斜率為：

可得：

(3)[3]剛好平衡摩擦力時(shí)，則有：

解得：