Question

（8分）某实验探究小组为了探究物体的加速度与所受合外力之间的关系，设计了如图a所示的实验装置．该实验小组成员用钩码的重力作为小车所受的合力，用传感器测小车的加速度，通过改变钩码的数量，多次重复测量，可得小车运动的加速度a和所受合力F的关系图像，他们在轨道水平和倾斜的两种情况下分别做了实验，得到了两条a-F图线，如图b所示．

（1）图b中的图线____是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的（选填“①”或“②”）．当钩码的数量增大到一定程度时，图b中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是       ．
（2）小车和传感器接收器的总质量m=    kg，小车和轨道间的动摩擦因数μ=   （g=1m/s²）

Answer 1

（8分，每空2分）
（1）①，所挂钩码的总质量太大 （2）0.5，0.2

由于图线①拉力F=0时加速度a=2m/s²，所以图b中的图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的。，图b中的图线明显偏离直线，造成此误差的主要原因是所挂钩码的总质量太大，不满足所挂钩码的总质量远远小于小车质量。由拉力F₁=1N，加速度a₁=4ms可得：F₁+F-F_f=ma₁；由拉力F₂=1N，加速度a₂=4ms可得：F₂+ F-F_f =ma₂；联立解得m=0.5kg。根据图线②，F=1N=μmg，解得μ=0.2.