Question

【題目】在用DIS研究小車加速度與外力的關系時，某實驗小組先用如圖（a）所示的實驗裝置，重物通過滑輪用細線拉小車，在小車和重物之間接一個不計質量的微型力傳感器，位移傳感器（發射器）隨小車一起沿水平軌道運動，位移傳感器（接收器）固定在軌道一端．實驗中力傳感器的拉力為F，保持小車（包括位移傳感器發射器）的質量不變，改變重物重力重復實驗若干次，得到加速度與外力的關系如圖（b）所示．

（1）小車與軌道的滑動摩擦力f=N．
（2）從圖象中分析，小車（包括位移傳感器發射器）的質量為kg．
（3）該實驗小組為得到a與F成正比的關系，應將斜面的傾角θ調整到tanθ= ．

Answer 1

【答案】
（1）0.60
（2）0.67
（3）0.09
【解析】解：（1）根據圖象可知，當F=0.60N時，小車開始有加速度，則f=0.60N，（2）根據牛頓第二定律得：

a= = ，則a﹣F圖象的斜率表示小車質量的倒數，則

M= ，（3）為得到a與F成正比的關系，則應該平衡摩擦力，則有：

Mgsinθ=μMgcosθ

解得：tanθ=μ，

根據f=μMg得： =0.09

所以tanθ=0.09

故答案為：（1）0.60；（2）0.67；（3）0.09

（1）a﹣F圖象與橫坐標的交點等于摩擦力，根據圖象直接得出f；（2）根據牛頓第二定律得出a和F的關系式，根據圖象的斜率表示小車質量的倒數求解質量；（3）為得到a與F成正比的關系，則應該平衡摩擦力，根據平衡條件結合滑動摩擦力公式求解．