题目内容
【题目】某实验小组设计了如图所示的实验装置,通过改变重物的质量,利用计算机可得花滑块运动的加速度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______是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的(选填“①”或“②”);
(2)滑块和位移传感器发射部分的总质量m=______kg;滑块和轨道间的动摩擦因数μ=______.
(3)使用本装置时,应将力传感器的挂钩位于________(选填“上端”或“下端”),力传感器的示数始终_______(选填“大于”、“小于”或“等于”)重物与力传感器重力之和。
【答案】(1)①; (2)0.5kg, 0.2; (3)上端, 小于。
【解析】
(1)由图象①可知,当F=0时,a≠0.也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度,说明该同学实验操作中平衡摩擦力过大,即倾角过大,平衡摩擦力时木板的右端垫得过高。所以图线①是在轨道左侧抬高成为斜面情况下得到的。
(2)根据F=ma得a=F/m
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滑块和位移传感器发射部分的总质量的倒数。
由图形得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2,所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=0.5Kg
由图形②得,在水平轨道上F=1N时,加速度a=0,
根据牛顿第二定律得Fμmg=0
解得μ=0.2
(3)力传感器的挂钩应该位于上端,这样力传感器的示数等于绳子的张力,即等于滑块受到的拉力;由于重物与力传感器向下做加速运动,处于失重状态,力传感器的示数始终小于重物与力传感器重力之和。
答案:(1)①;(2)0.5kg,0.2;(3)上端,小于。
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