Question

8．某实验小组利用如图1所示的装置探究加速度与力、质量的关系，将连接滑块的细绳、力传感器和动滑轮之前的细绳、定滑轮和动滑轮之间的细绳均调为水平，通过调节气垫导轨下的螺母使气垫导轨水平，打开气源，将滑块由静止释放，用刻度尺量出两光电门之间的距离和滑块的宽度，并记录滑块经过两光电门的时间．

根据以上的操作回答下列问题：
（1）本实验中钩码的质量不需要（填“需要”或“不需要”）远小于滑块的质量．
（2）在探究加速度与外力的关系时，传感器的示数记为F，通过运动学公式计算出滑块的加速度a，改变钩码的质量，依次记录传感器的示数并求出所对应的加速度大小，则图2的四个a-F图象中能正确反映加速度a与传感器的示数F之间规律的是B．
（3）已知第（2）问中正确图象中的直线部分的斜率大小为k，则该滑块的质量为$\frac{2}{k}$．

Answer 1

分析 （1）实验中滑块所受的合力等于绳子拉力的2倍，绳子拉力可以通过传感器直接得出，所以不需要满足钩码质量远小于滑块质量．
（2）根据加速度a与F的关系确定正确的图线．
（3）根据牛顿第二定律得出a与F的关系式，结合图线的斜率求出滑块的质量．

解答 解：（1）实验中绳子的拉力可以通过力传感器直接得出，不需要满足钩码的质量远小于滑块的质量．
（2）加速度与滑块所受的合力成正比，图线应该是过原点的倾斜直线，故选：B．
（3）对滑块，根据牛顿第二定律得，2F=ma，解得a=$\frac{2F}{m}$，可知图线的斜率k=$\frac{2}{m}$，则滑块的质量m=$\frac{2}{k}$．
故答案为：（1）不需要，（2）B，（3）$\frac{2}{k}$．

点评 解决本题的关键知道实验的原理，注意滑块所受的合力是绳子拉力的2倍，绳子的拉力可以通过传感器直接得出．