Question

如圖甲所示，力傳感器A與計(jì)算機(jī)相連接，可獲得力隨時(shí)間變化的規(guī)律．將力傳感器固定在光滑水平桌面上，測(cè)力端通過(guò)輕質(zhì)細(xì)繩與一滑塊相連，調(diào)節(jié)傳感器高度使細(xì)繩水平，滑塊放在較長(zhǎng)的小車上，滑塊的質(zhì)量m=1.0kg，小車的質(zhì)量為M=0.65kg．一根輕質(zhì)細(xì)繩跨過(guò)光滑的定滑輪，其一端連接小車，另一端系一只空沙桶，調(diào)節(jié)滑輪可使桌面上部細(xì)繩水平，整個(gè)裝置先處于靜止?fàn)顟B(tài)．現(xiàn)打開(kāi)傳感器的同時(shí)緩慢向沙桶里倒入沙子，當(dāng)小車剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，立即停止倒沙子．若力傳感器采集的F-t圖象如乙圖所示，請(qǐng)結(jié)合該圖象，求：（重力加速度g=10m/s²）

（1）小車剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)沙桶及所裝沙子的總質(zhì)量m₀和滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ；
（2）小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的加速度大�。�

Answer 1

（1）當(dāng)小車由靜止剛好開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，滑塊與小車間的摩擦力是最大靜摩擦力，由圖乙所示圖象可知，
滑塊與小車間的最大靜摩擦力f_max=3.5N，
此時(shí)沙桶及所裝沙子的總重力m₀g=f_max，
解得：m0=

3.5

10

=0.35kg
由圖乙所示圖象可知，穩(wěn)定后，滑塊的滑動(dòng)摩擦力f=3.0N，
由f=μmg
解得：μ=

f

mg

=

3

10

=0.3
（2）對(duì)沙桶及所裝沙子，根據(jù)牛頓第二定律得：
m₀-T=m₀a…①
對(duì)小車運(yùn)用牛頓第二定律得：
T-f=Ma…②
由①②解得：a=0.5m/s²
答：（1）小車剛開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)沙桶及所裝沙子的總質(zhì)量m₀為0.35kg，滑塊與小車間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ為0.3；
（2）小車運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定后的加速度大小為0.5m/s²．