Question

【题目】某同学利用图甲所示DIS装置探究滑块加速度与合力的关系，同时测量滑块与轨道间的动摩擦因数。重物通过光滑的定滑轮用细线拉滑块，在滑块和细线左端之间固定一力传感器，位移传感器（接收器）固定在轨道一端，位移传感器（发射器）随滑块一起沿水平轨道运动。实验中，保持滑块（包括位移传感器发射器和力传感器）的质量M不变，改变重物的质量m，重复实验若干次，得到滑块的加速度a与力传感器的示数F的关系如图乙所示。

(1)本实验______（填“需要”或“不需要”）满足滑块（包括位移传感器发射器和力传感器）的质量远大于重物的质量。

(2)滑块（包括位移传感器发射器和力传感器）的质量为________kg；取g=10m/s2，空气阻力不计，滑块与轨道间的动摩擦因数为_________。

Answer 1

【答案】不需要； 2.0； 0.05。

【解析】

本实验中细线的拉力可能通过力传感器直接测出，因此不需要满足滑块（包括位移传感器发射器和力传感器）的质量远大于重物的质量；

取滑块为研究对象，由牛顿第二定律可得

，

变形可得

，

分析图象的斜率可得

，

可得；

当，代入加速度的表达式

，

代入数值

，

解得：

。