Question

3．如图1，抬高长木板的左端，使小车从靠近光电门乙处由静止开始运动，读出测力计的示数F和小车在两光电门之间的运动时间t0，改变木板倾角，测得多组数据，得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的图线如图2所示．实验中测得两光电门的距离L=0.80m，砂和砂桶的总质量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s²，则图线的斜率为0.54kg•m（结果保留两位有效数字）；若小车与长木板间的摩擦不能忽略，测得的图线斜率将不变（填“变大”，“变小”或“不变”）．

Answer 1

分析 根据牛顿第二定律求出小车的加速度和合力的关系，进一步求出F和$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}$的关系式．

解答 解：小车由静止开始做匀加速运动，位移L=$\frac{1}{2}$at²．
a=$\frac{2L}{{t}_{\;}^{2}}$根据牛顿第二定律得
对于沙和沙桶，F_合=F-m₁g=m₁a
F=m$\frac{2L}{{t}_{\;}^{2}}$+mg则图线的斜率为k=2m₁L═2×0.34×0.8=0.54kg•m
k与摩擦力是否存在无关，若小车与长木板间的摩擦不能忽略，如图3所示测得图线斜率将不变．
故答案为：0.54 kg•m              不变

点评 本题考查验证牛顿第二定律的实验，要注意明确实验原理，根据实验数据利用牛顿第二定律及运动学公式分析求解即可．