题目内容
【题目】为了探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系，某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，力传感器可以测得细线中的拉力，通过分析与小车相连的纸带上打出的点迹可以得出小车的加速度，通过改变重物的质量，得出力传感器的数值和对应的加速度数据，可画出小车的加速度a和所受拉力F的关系图像，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图（b）所示， 
。
（1）图线__________（填“甲”或“乙”）应该是在轨道左侧未垫高的情况下得到的；
（2）在用图（a）所示的实验装置探究在质量不变时，物体的加速度与合力的关系实验中，是否需要满足重物的质量远小于小车的质量？___________（填“需要”或“不需要”）；
（3）小车的质量m=________kg；小车在水平轨道上运动所受阻力与重力的比值μ=___________。
【答案】 乙 不需要 0.5 0.4
【解析】（1）由图象可知，当F≠0时，a=0，也就是说当绳子上有拉力时小车没有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过小，即倾角过小，平衡摩擦力时应将木板的左端垫得，所以图线乙是在轨道左侧未垫高的情况下得到的。
（2）小车受到的拉力由力传感器得出，实验过程中不需要控制重物的质量远远小于小车的质量。
（3）根据牛顿第二定律：F=ma，可得
，所以滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象斜率等于小车的总质量的倒数，由图形b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2，所以小车的总质量：m=0.5kg，由图形b得，在水平轨道上F=2N时，加速度a=0，根据牛顿第二定律得F-μmg=0，解得μ=0.4。
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