Question

3．某实验小组设计了如图（a）所示的实验装置，探究物体的加速度与受力的关系，通过改变重物的质量，利用传感器可得到滑块运动的加速度a和所受拉力F，而后做出a-F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．由图象可知：

（1）滑块和加速度传感器的总质量m=0.5kg；
（2）图线一不过坐标原点的原因是没有平衡摩擦力或平衡的不够，图线Ⅱ不过坐标原点的原因是平衡摩擦力时轨道倾角太大．

Answer 1

分析 （1）a与所受拉力F的关系图象斜率等于滑块和加速度传感器的总质量的倒数；
（2）根据F不等于0时a等于0以及F=0时a不等于0判断图线不过原点的原因．

解答 解：（1）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b得加速度a和所受拉力F的关系图象斜率k=2，所以滑块和加速度传感器的总质量m=0.5kg．
（2）根据Ⅰ图可知，当F≠0时，加速度为零，说明没有平衡摩擦力或平衡的不够，
根据Ⅱ图可知当F=0时，图线Ⅱ的加速度为2m/s²，即没有挂重物时，滑块已经具有2m/s²的加速度，说明平衡摩擦力时轨道倾角太大．
故答案为：（1）0.5；（2）没有平衡摩擦力或平衡的不够；平衡摩擦力时轨道倾角太大

点评 本题要能掌握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．