Question

【題目】如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置可以用來探究加速度與力的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)中用到了位移傳感器,發(fā)射器放在運(yùn)動的小車上，接收器與計算機(jī)相連,即可通過計算機(jī)得到小車加速度的具體數(shù)值。實(shí)驗(yàn)中通過增加鉤碼的數(shù)量,進(jìn)行多次測量,可得小車運(yùn)動的加速度和鉤碼重力F的關(guān)系圖像,如圖乙所示。

(1)圖像不過原點(diǎn),表明實(shí)驗(yàn)之前缺少的一個必要操作是______________.

(2)由圖像可以計算出小車與木板間的動摩擦因素_______(最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)(g取).

(3)隨著所掛鉤碼數(shù)量增加,拉力F越來越大,圖線不斷延伸,后半段將要發(fā)生彎曲,請預(yù)測圖線將向_________(填“橫軸”或“縱軸”)一側(cè)彎曲.

(4)為使實(shí)驗(yàn)圖線能不出現(xiàn)(3)中的問題,下列操作可行的是__________.

A.將鉤碼全部置于小車內(nèi),取用鉤碼改變細(xì)繩拉力時,保持鉤碼總數(shù)一定

B.在改變鉤碼數(shù)量時同時用木塊墊高長木板的右端,使小車獲得更大的加速度

C.選用質(zhì)量更小的小車,使小車能夠平穩(wěn)的加速,同時減小摩擦力帶來的影響

D.換用動摩擦因數(shù)更小的木板,使小車所受拉力更接近小車的合外力

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 0.1 橫軸 A

【解析】

（1）實(shí)驗(yàn)前要平衡摩擦力，如果不平衡摩擦力，a-F圖象在F軸上將有截距；

（2）應(yīng)用牛頓第二定律求出圖象的函數(shù)表達(dá)式，然后根據(jù)圖象的函數(shù)表達(dá)式求出質(zhì)量與動摩擦因數(shù)；

（3）隨砝碼質(zhì)量增加，滑塊受到的拉力明顯小于鉤碼的重力，圖線將向F軸彎曲。

（1）a-F圖象在F軸上將有截距，不過原點(diǎn)，所以在實(shí)驗(yàn)前需要將軌道右端適當(dāng)墊高，用來平衡摩擦力；

（2）由牛頓第二定律可知：，得，結(jié)合圖像，即，解的；

（3）隨著所掛砝碼數(shù)量增加，拉力F越來越大，滑塊受到的拉力明顯小于砝碼的重力，a-F圖象中圖線不斷延伸，后半段將會發(fā)生彎曲，圖線將向橫軸彎曲；

（4）軌道是光滑或粗糙并不會使圖像彎曲，設(shè)軌道光滑，設(shè)鉤碼的質(zhì)量為，小車質(zhì)量為，以小車為研究對象得：，以鉤碼為研究對象：，聯(lián)立得：，則加速度，若時，繩子拉力已經(jīng)近似等于鉤碼的重力，即，所以實(shí)驗(yàn)中，若將鉤碼全部置于小車內(nèi)，取用鉤碼改變細(xì)繩拉力時，保持鉤碼總數(shù)一定，即一定，圖像就不出現(xiàn)彎曲。故選A。

故本題的答案為：（1）平衡摩擦力 （2）0.1 （3）橫軸 （4）A。