Question

13．“用DIS研究加速度與力的關系”的實驗裝置如圖（a）所示．實驗中通過增加鉤碼的數(shù)量，多次測量，可得小車運動的加速度a和所受拉力F的關系圖象，如圖（b）所示．

（1）小車上安裝的是位移傳感器的發(fā)射部分（選填“接收”或“發(fā)射”）．
（2）小車和軌道間的動摩擦因數(shù)μ=0.2．
（3）圖（b）中，拉力F較大時，a-F圖線明顯彎曲，如果F不斷增大，這一曲線不斷延伸，那么加速度的值趨向為g．

Answer 1

分析 （1）小車上安裝的是位移傳感器的發(fā)射器；
（2）由a-F圖象得圖象斜率得出小車質(zhì)量和滑動摩擦力，再根據(jù)滑動摩擦力公式求解；
（3）根據(jù)圖象得出變量之間的關系，知道鉤碼所受的重力作為小車所受外力的條件．

解答 解：（1）小車上安裝的是位移傳感器的發(fā)射器，木板左端安裝的是傳感器的接受器；
（2）根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{m}$，
由a-F圖象得圖象斜率k=$\frac{2}{0.5}=4$，所以m=0.25kg．
由a-F圖象得，當F=0.5N時，物體即將要滑動，此時有F=f，因此滑動摩擦力等于0.5N，
所以滑塊和軌道間的動摩擦因數(shù)$μ=\frac{f}{mg}=\frac{0.5}{0.25×10}=0.2$；
（3）對小車和鉤碼整體分析應有：a=$\frac{mg}{M+m}$，變形為a=$\frac{g}{1+\frac{M}{m}}$，可見當m→∝時，a=g，即若不斷增加砂和砂桶的質(zhì)量，應有a=g，即小車的加速度的趨向值為g．
故答案為：（1）發(fā)射；（2）0.2；（3）g

點評 實驗裝置雖然有所變動，但是實驗原理、實驗方法、操作細節(jié)等是一樣的，故任何實驗明確實驗原理是解答實驗的關鍵，注意小車的拉力能等于重力的前提條件，并掌握圖象斜率的含義．