Question

【題目】某同學(xué)利用圖甲所示DIS裝置探究滑塊加速度與合力的關(guān)系，同時測量滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)。重物通過光滑的定滑輪用細(xì)線拉滑塊，在滑塊和細(xì)線左端之間固定一力傳感器，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端，位移傳感器（發(fā)射器）隨滑塊一起沿水平軌道運動。實驗中，保持滑塊（包括位移傳感器發(fā)射器和力傳感器）的質(zhì)量M不變，改變重物的質(zhì)量m，重復(fù)實驗若干次，得到滑塊的加速度a與力傳感器的示數(shù)F的關(guān)系如圖乙所示。

(1)本實驗______（填“需要”或“不需要”）滿足滑塊（包括位移傳感器發(fā)射器和力傳感器）的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量。

(2)滑塊（包括位移傳感器發(fā)射器和力傳感器）的質(zhì)量為________kg；取g=10m/s2，空氣阻力不計，滑塊與軌道間的動摩擦因數(shù)為_________。

Answer 1

【答案】不需要； 2.0； 0.05。

【解析】

本實驗中細(xì)線的拉力可能通過力傳感器直接測出，因此不需要滿足滑塊（包括位移傳感器發(fā)射器和力傳感器）的質(zhì)量遠(yuǎn)大于重物的質(zhì)量；

取滑塊為研究對象，由牛頓第二定律可得

，

變形可得

，

分析圖象的斜率可得

，

可得；

當(dāng)，代入加速度的表達(dá)式

，

代入數(shù)值

，

解得：

。