题目内容

5．某实验小组设计了如图甲所示的实验装置，通过改变重物的质量，利用计算机可得滑块运动的加速度a和所受拉力F的关系图象，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α-F图线，如图乙所示．

（1）图线①是轨道位于倾斜（选填“水平”或“倾斜”）情况下得到的实验结果；
（2）滑块和位移传感器发射部分的总质量m=2kg；滑块和轨道间的动摩擦因数μ=0.1．（重力加速度g取10m/s2）

分析 对滑块受力分析，根据牛顿第二定律求解，知道滑块运动的加速度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．

解答 解：（1）由图象可知，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，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是在倾斜情况下得到的．
（2）根据F=ma得a=$\frac{F}{m}$
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=0.5，所以滑块和位移传感器发射部分的总质量m=2Kg 
由图形②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=0.1
故答案为：（1）倾斜；（2）2，0.1．

点评 通过作出两个量的图象，然后由图象去寻求未知量与已知量的关系；运用数学知识和物理量之间关系式结合起来求解，注意利用数学知识的应用．

练习册系列答案
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