Question

（12分）如圖所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移—時(shí)間(x-t)圖象和速率—時(shí)間(v-t)圖象.整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長度為l、高度為h.(取重力加速度g="9.8" m/s²，結(jié)果保留一位有效數(shù)字).

(1)現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v-t圖線如下圖實(shí)所示.從圖線可得滑塊A下滑時(shí)的加速度a =      m/s²，摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響         .(填“明顯，不可忽略”或“不明顯，可忽略”)

(2)此裝置還可用來驗(yàn)證牛頓第二定律.實(shí)驗(yàn)時(shí)通過改變         可驗(yàn)證質(zhì)量一定時(shí)，加速度與力成正比的關(guān)系；通過改變          可驗(yàn)證力一定時(shí)，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系.
(3)將氣墊導(dǎo)軌換成滑板，滑塊A換成滑塊A′，給滑塊A′一沿滑板向上的初速度，A′的x-t圖線如下圖實(shí)所示.圖線不對(duì)稱是由于       造成的，通過圖線可求得滑塊與滑板間的動(dòng)摩擦因數(shù)=         .

Answer 1

(1) a = 6 m/s²，影響不明顯，可忽略。
(2)改變斜面高度h，改變滑塊A的質(zhì)量M及斜面的高度h，且使Mh不變
(3)由于滑動(dòng)摩擦力， =0.3（0.2-0.4都對(duì)）.

試題分析：(1)從圖像可以看出，滑塊上滑和下滑過程中的加速度基本相等，所以摩擦力對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)影響不明顯，可以忽略。根據(jù)加速度的定義式可以得出
（2）牛頓第二定律研究的是加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系。當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，可以改變力的大小，當(dāng)斜面高度不同時(shí)，滑塊受到的力不同，可以探究加速度與合外力的關(guān)系。由于滑塊下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保證向下的分力不變，應(yīng)該使不變，所以應(yīng)該調(diào)節(jié)滑塊的質(zhì)量及斜面的高度，且使Mh不變。
（3）滑板與滑塊間的滑動(dòng)摩擦力比較大，導(dǎo)致圖像成拋物線形。從圖上可以讀出，滑塊上滑和下滑時(shí)發(fā)生位移大小約為，上滑時(shí)間約為，下滑時(shí)間約為，上滑時(shí)看做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：，根據(jù)牛頓第二定律有，下滑時(shí)，有，；聯(lián)立解得
點(diǎn)評(píng)：本題難度較大，首先應(yīng)利用加速度概念，結(jié)合速度時(shí)間圖像求得加速度大小，根據(jù)如題的運(yùn)動(dòng)情況判斷受力情況，摩擦力不變，導(dǎo)致圖像成拋物線，利用牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)結(jié)合求解