Question

如图甲所示，是研究小车加速度与外力的关系实验装置，重物通过滑轮用细线拉小车，小车沿水平轨道运动。图中A是固定在轨道上的位移传感器的接收器，B是固定在小车上的位移传感器的发射器，C是固定在小车上的力传感器。实验中力传感器测出拉力为F，保持小车（包括B和C）的质量不变，小车的加速度由位移传感器及与之相连的计算机得到。改变重物重力重复实验若干次，得到加速度与外力的关系如图乙所示，测得图像的斜率为k，横轴截距为F。（最大静摩擦等于滑动摩擦力）。

(1)小车在运动过程中受到的摩擦力大小为__________；

(2)小车（包括B和C）的质量为_________；

(3)本实验得到的图像不过原点，为了使得到图像过原点，应将轨道左端垫起，使得轨道成为一个倾角为的斜面，则tanθ=_______（用k、F₀和g表示）。

Answer

【解析】

(1)[1]当外力等于时，此时加速度为零，小车刚好开始运动，表明小车受到的阻力为；

(2)[2]根据牛顿第二定律：

可得：

可见图像的斜率为：

可得：

(3)[3]刚好平衡摩擦力时，则有：

解得：