Question

某实验小组用如图甲所示的装置研究加速度与力之间的关系，木板上固定两个完全相同的遮光条A、B，用不可伸长的细线将木板通过两个滑轮与力传感器相连，木板放在安装有定滑轮和光电门的轨道C上，轨道固定在桌面上，动滑轮上可挂钩码，滑轮质量、摩擦均不计。主要实验步骤如下：

①按图甲组装实验仪器，轨道C倾斜一定角度，不挂钩码让木板匀速下滑，测得两遮光条中心间的距离为；

②将木板左端与轨道左端对齐，由静止释放木板，木板在细线拉力作用下运动，记录拉力传感器的示数和遮光条B、A先后经过光电门所用的时间、，则可以测出木板的加速度；

③加挂钩码，重复②的操作，作出木板加速度与拉力传感器示数之间的关系图象，分析得出实验结论。

回答以下问题：

（1）所挂钩码的总质量为、木板的质量为，实验中___（填“需要”或“不需要” 满足；

（2）已知遮光条的宽度为，则遮光条B、A先后经过光电门的速度__、___，木板的加速度___（用题中给出的字母表示）；

（3）甲同学以力传感器的示数为横坐标，加速度为纵坐标，画出图线是一条过原点的直线如图乙所示，已知图线的斜率为，则木板的质量为____；

（4）乙同学根据测量数据作出如图丙所示的图线，该同学做实验时存在的问题是__（任写一条即可）。

Answer

不需要 平衡摩擦力过度

【解析】

（1）[1]由于力传感器直接可以读出绳子拉力，所以实验中不需要用钩码的重力近似替代拉力，也就不需要满足M＞＞m；

（2）[2][3]已知遮光条的宽度为d，根据平均速度和瞬时速度的关系可知，遮光条B、A先后经过光电门的速度

[4]根据，则木板的加速度

（3）[5]对木板根据F=Ma可得：

根据a-F图线的斜率为k，可得木板的质量为

（4）[6]乙同学根据测量数据作出如图丙所示的a-F图线，根据图象可知，当拉力为零时已经有加速度，说明该同学做实验时使得轨道C倾斜程度太大，即平衡摩擦力过度。