Question

【題目】某實驗小組用如圖甲所示的裝置研究加速度與力之間的關(guān)系，木板上固定兩個完全相同的遮光條A、B，用不可伸長的細(xì)線將木板通過兩個滑輪與力傳感器相連，木板放在安裝有定滑輪和光電門的軌道C上，軌道固定在桌面上，動滑輪上可掛鉤碼，滑輪質(zhì)量、摩擦均不計。主要實驗步驟如下：

①按圖甲組裝實驗儀器，軌道C傾斜一定角度，不掛鉤碼讓木板勻速下滑，測得兩遮光條中心間的距離為；

②將木板左端與軌道左端對齊，由靜止釋放木板，木板在細(xì)線拉力作用下運(yùn)動，記錄拉力傳感器的示數(shù)和遮光條B、A先后經(jīng)過光電門所用的時間、，則可以測出木板的加速度；

③加掛鉤碼，重復(fù)②的操作，作出木板加速度與拉力傳感器示數(shù)之間的關(guān)系圖象，分析得出實驗結(jié)論。

回答以下問題：

（1）所掛鉤碼的總質(zhì)量為、木板的質(zhì)量為，實驗中___（填“需要”或“不需要” 滿足；

（2）已知遮光條的寬度為，則遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的速度__、___，木板的加速度___（用題中給出的字母表示）；

（3）甲同學(xué)以力傳感器的示數(shù)為橫坐標(biāo)，加速度為縱坐標(biāo)，畫出圖線是一條過原點(diǎn)的直線如圖乙所示，已知圖線的斜率為，則木板的質(zhì)量為____；

（4）乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的圖線，該同學(xué)做實驗時存在的問題是__（任寫一條即可）。

Answer 1

【答案】不需要 平衡摩擦力過度

【解析】

（1）[1]由于力傳感器直接可以讀出繩子拉力，所以實驗中不需要用鉤碼的重力近似替代拉力，也就不需要滿足M＞＞m；

（2）[2][3]已知遮光條的寬度為d，根據(jù)平均速度和瞬時速度的關(guān)系可知，遮光條B、A先后經(jīng)過光電門的速度

[4]根據(jù)，則木板的加速度

（3）[5]對木板根據(jù)F=Ma可得：

根據(jù)a-F圖線的斜率為k，可得木板的質(zhì)量為

（4）[6]乙同學(xué)根據(jù)測量數(shù)據(jù)作出如圖丙所示的a-F圖線，根據(jù)圖象可知，當(dāng)拉力為零時已經(jīng)有加速度，說明該同學(xué)做實驗時使得軌道C傾斜程度太大，即平衡摩擦力過度。