Question

某学习小组利用图甲所示的DIS装置探究小车加速度与合力的关系。重物通过光滑的定滑轮用细线拉小车，在小车和细线左端之间固定着一个力传感器，位移传感器（接收器）固定在轨道一端，位移传感器（发射器）随小车一起演水平轨道运动，实验中，保持小车（包括位移传感器发射器和力传感器）的质量M不变，改变重物的质量m，重复实验若干次，得到小车的加速度a与力传感器测得的拉力F的关系如图乙所示。

（1）在实验中_______（填“需要”或“不需要”）满足；

（2）拉力F________（填“大于”、“等于”或“小于”）mg。

（3）小车与轨道之间的滑动摩擦力f=______N.

（4）为得到小车的加速度与力F成正比的关系，应将轨道的倾角调整为=_______（取）。

Answer

（1）不需要（2）（3）（4）

【解析】试题分析：（1）因为拉力大小可以通过力传感器读出，所以不需要满足

（2）设小车的质量为M，砝码盘总质量为m，将两者看做一个整体，对整体有，对小车有，联立可得，故

（3）根据牛顿第二定律可得，代入F=2.0N，a=0可得。根据牛顿第二定律得：，则a-F图象的斜率表示小车质量的倒数，即，

（4）为得到小车的加速度与力F成正比的关系，需要平衡摩擦力，则，解得，又因为，联立可得

考点：验证牛顿第二定律

名师点睛：实验装置虽然有所变动，但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的，故任何实验明确实验原理是解答实验的关键，注意该实验必须要平衡摩擦力，否则a与F不成正比，能结合图象得出有用的信息，难度适中．