Question

20．某实验小组为探究加速度与力之间的关系设计了如图（a）所示的实验装置，用钩码所受重力作为小车所受的拉力，用DIS（数字化信息系统）测小车的加速度．通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受拉力的关系图象．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a-F图线，如图（b）所示．

（1）图线II是在轨道水平的情况下得到的（选填“Ⅰ”或“Ⅱ”）．
（2）小车和位移传感器发射部分的总质量为1kg，小车在水平轨道上运动时受到的摩擦力大小为1N．

Answer 1

分析 根据a-F图象的特点结合牛顿第二定律分析求解．理解该实验的实验原理和数据处理以及注意事项，知道实验误差的来源．

解答 解：（1）在水平轨道上，由于受到摩擦力，拉力不为零时，加速度仍然为零，可知图线Ⅱ是在轨道水平的情况下得到的．
（2）根据牛顿第二定律得，F-f=ma，a=$\frac{F}{m}-\frac{f}{m}$，图线的斜率表示质量的倒数，则$\frac{1}{m}$=1，解得m=1kg．因为F=1N时，加速度为零，解得：f=1N．
故答案为：（1）Ⅱ；（2）1，1．

点评 对于图象问题，通常的方法是得出两个物理量的表达式，结合图线的斜率和截距进行求解．