题目内容
【题目】如图所示,某同学利用图示装置做“探究加速度与物体所受合力的关系”的实验。在气垫导轨上安装了两个光电门1、2,滑块上固定一遮光条,滑块通过绕过两个滑轮的细绳与弹簧秤相连,C为弹簧秤,实验时改变钩码的质量,读出弹簧秤的不同示数F,不计细绳与滑轮之间的摩擦力。
(1)根据实验原理图,本实验___________(填“需要”或“不需要”)将带滑轮的气垫导轨右端垫高,以平衡摩擦力;实验中___________(填“一定要”或“不必要”)保证钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量;实验中___________(填“一定要”或“不必要”)用天平测出所挂钩码的质量;滑块(含遮光条)的加速度___________(填“大于”“等于”或“小于”)钩码的加速度。
(2)某同学实验时,未挂细绳和钩码接通气源,推一下滑块使其从轨道右端向左运动,发现遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间,该同学疏忽大意,未采取措施调节导轨,继续进行其他实验步骤(其他实验步骤没有失误),则该同学作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图象可能是___________(填图象下方的字母)。
(3)若该同学作出的a-F图象中图线的斜率为k,则滑块(含遮光条)的质量为___________。
【答案】不需要 不必要 不必要 大于 C
【解析】
(1)此实验用气垫导轨,导轨水平时滑块与导轨之间没摩擦力,所以不需要垫高木板的一端平衡摩擦力;滑块受到的拉力可以用弹簧秤测出,故不需要满足钩码的质量远小于滑块和遮光条的总质量,也不需要用天平测出所挂钩码的质量;因钩码挂在动滑轮上,则滑块的加速度等于钩码加速度的2倍,即滑块(含遮光条)的加速度大于钩码的加速度。
(2)遮光条通过光电门2的时间大于通过光电门1的时间,说明滑块做减速运动,导轨的左端偏高,则加外力时,需到达一定的值才能使滑块加速运动,则作出的滑块(含遮光条)加速度a与弹簧秤拉力F的图象可能是C.
(3)根据,则,解得.