Question

8．某實驗小組利用如圖1所示的裝置探究加速度與力、質量的關系，將連接滑塊的細繩、力傳感器和動滑輪之前的細繩、定滑輪和動滑輪之間的細繩均調為水平，通過調節(jié)氣墊導軌下的螺母使氣墊導軌水平，打開氣源，將滑塊由靜止釋放，用刻度尺量出兩光電門之間的距離和滑塊的寬度，并記錄滑塊經(jīng)過兩光電門的時間．

根據(jù)以上的操作回答下列問題：
（1）本實驗中鉤碼的質量不需要（填“需要”或“不需要”）遠小于滑塊的質量．
（2）在探究加速度與外力的關系時，傳感器的示數(shù)記為F，通過運動學公式計算出滑塊的加速度a，改變鉤碼的質量，依次記錄傳感器的示數(shù)并求出所對應的加速度大小，則圖2的四個a-F圖象中能正確反映加速度a與傳感器的示數(shù)F之間規(guī)律的是B．
（3）已知第（2）問中正確圖象中的直線部分的斜率大小為k，則該滑塊的質量為$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 （1）實驗中滑塊所受的合力等于繩子拉力的2倍，繩子拉力可以通過傳感器直接得出，所以不需要滿足鉤碼質量遠小于滑塊質量．
（2）根據(jù)加速度a與F的關系確定正確的圖線．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得出a與F的關系式，結合圖線的斜率求出滑塊的質量．

解答 解：（1）實驗中繩子的拉力可以通過力傳感器直接得出，不需要滿足鉤碼的質量遠小于滑塊的質量．
（2）加速度與滑塊所受的合力成正比，圖線應該是過原點的傾斜直線，故選：B．
（3）對滑塊，根據(jù)牛頓第二定律得，2F=ma，解得a=$\frac{2F}{m}$，可知圖線的斜率k=$\frac{2}{m}$，則滑塊的質量m=$\frac{2}{k}$．
故答案為：（1）不需要，（2）B，（3）$\frac{2}{k}$．

點評 解決本題的關鍵知道實驗的原理，注意滑塊所受的合力是繩子拉力的2倍，繩子的拉力可以通過傳感器直接得出．