Question

18．某實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了如圖（a）所示的實(shí)驗(yàn)裝置，通過改變重物的質(zhì)量，利用計(jì)算機(jī)可得滑塊運(yùn)動的加速度a和所受細(xì)線拉力F的關(guān)系圖象，他們在軌道水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①是在軌道傾斜情況下得到的（選填“①”或“②”）．
②力傳感器可以直接測得細(xì)線上的拉力，因此本實(shí)驗(yàn)是否還要求重物質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量M嗎？回答否（填“是”或“否”）
③滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量M=0.5kg；滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．（g取10m/s2）

Answer 1

分析 知道滑塊運(yùn)動的加速度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)．
對滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：①由圖象可知，當(dāng)F=0時(shí)，a≠0．也就是說當(dāng)繩子上沒有拉力時(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大，即傾角過大，平衡摩擦力時(shí)木板的右端墊得過高．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．
③根據(jù)F=ma得a=$\frac{F}{m}$，所以滑塊運(yùn)動的加速度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；
故答案為：①①
②否   
③0.5；  0.2

點(diǎn)評 通過作出兩個(gè)量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關(guān)系．
運(yùn)用數(shù)學(xué)知識和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來求解．