Question

【題目】如圖所示是某同學探究加速度與力的關(guān)系的實驗裝置。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M，滑塊用細線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，鉤碼的質(zhì)量為m，每次滑塊都從A處由靜止釋放。

（1）實驗時，接通氣源，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，已知A位置到光電門的距離為L，用d、t、L表示滑塊運動的加速度a＝________。

（2）下列不必要的一項實驗要求是________。

A．應(yīng)使滑塊與遮光條的總質(zhì)量遠大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

D．應(yīng)使細線與氣墊導(dǎo)軌平行

（3）改變鉤碼的質(zhì)量，記錄對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出____(填“t2-F”“”或“”)圖象，則圖線的斜率為________（用d、L、M表示）。

（4）有一位同學想測得在斷開氣源的情況下，滑塊與導(dǎo)軌之間的動摩擦因數(shù)，他調(diào)整氣墊導(dǎo)軌水平，斷開氣源時，測得滑塊在軌道上運動的加速度為a1，此時鉤碼的質(zhì)量為m0，不改變鉤碼的質(zhì)量，接通氣源，測得滑塊在軌道上運動的加速度為a2，用a1、a2、m0、M表示滑塊與導(dǎo)軌間的動摩擦因數(shù)μ＝________。

Answer 1

【答案】 A

【解析】

（1）[1]由題意可知，滑塊做勻加速直線運動，根據(jù)速度位移公式有：

v2＝2aL

又

解得：。

（2）[2]A．細線的拉力是直接通過傳感器測量的，與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小無關(guān)，A不必要，符合題意；

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當大些，有利于減小誤差，B必要，不符合題意；

C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，細線的拉力才等于滑塊所受合力，C必要，不符合題意；

D．要保持細繩與木板平面平行，拉力才等于合力，D必要，不符合題意。

故選A。

（3）[3][4]根據(jù)牛頓第二定律得：

結(jié)合

解得：

所以處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作圖象，圖線的橫軸為F，縱軸為，斜率為。

（4）[5]由牛頓第二定律可得：

斷開氣源：

m0g－μMg＝（m0＋M）a1

打開氣源：

m0g＝（M＋m0）a2

兩式聯(lián)立解得：

μ＝。