Question

3．某實驗小組設(shè)計了如圖（a）所示的實驗裝置，探究物體的加速度與受力的關(guān)系，通過改變重物的質(zhì)量，利用傳感器可得到滑塊運動的加速度a和所受拉力F，而后做出a-F關(guān)系圖象．他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖（b）所示．由圖象可知：

（1）滑塊和加速度傳感器的總質(zhì)量m=0.5kg；
（2）圖線一不過坐標(biāo)原點的原因是沒有平衡摩擦力或平衡的不夠，圖線Ⅱ不過坐標(biāo)原點的原因是平衡摩擦力時軌道傾角太大．

Answer 1

分析 （1）a與所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和加速度傳感器的總質(zhì)量的倒數(shù)；
（2）根據(jù)F不等于0時a等于0以及F=0時a不等于0判斷圖線不過原點的原因．

解答 解：（1）根據(jù)F=ma得a=$\frac{F}{m}$，
所以滑塊運動的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊和位移傳感器發(fā)射部分的總質(zhì)量的倒數(shù)．
由圖形b得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率k=2，所以滑塊和加速度傳感器的總質(zhì)量m=0.5kg．
（2）根據(jù)Ⅰ圖可知，當(dāng)F≠0時，加速度為零，說明沒有平衡摩擦力或平衡的不夠，
根據(jù)Ⅱ圖可知當(dāng)F=0時，圖線Ⅱ的加速度為2m/s²，即沒有掛重物時，滑塊已經(jīng)具有2m/s²的加速度，說明平衡摩擦力時軌道傾角太大．
故答案為：（1）0.5；（2）沒有平衡摩擦力或平衡的不夠；平衡摩擦力時軌道傾角太大

點評 本題要能掌握通過作出兩個量的圖象，然后由圖象去尋求未知量與已知量的關(guān)系．運用數(shù)學(xué)知識和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來求解．