Question

【题目】用如图所示的装置验证“在质量一定时，物体的加速度与力成正比”。先测出遮光条宽度，然后释放砂桶，拉力传感器测出细线对滑块的拉力，两个光电门A、B能测出遮光条通过时的遮光时间、及挡光片从开始遮住第一个光电门到开始遮住第二个光电门的时间。

(1)若消除用遮光时间内平均速度表示瞬时速度带来的误差，则滑块的加速度大小______（用表示）

(2)第一小组平衡好摩擦力后开始实验，并改变砂和砂桶的总质量得到多组加速度与拉力数据，绘制图象进行验证。本实验要求砂和砂桶的总质量_____远小于滑块的质量（填“不必”或“必须”）。

(3)第二小组只是把长木板放置于水平桌面上，未平衡摩擦力便进行实验，得到多组数据，绘制的图象如图丙，由图丙可知，该组所用滑块（含遮光条）的质量为_______kg，滑块与长木板间的动摩擦因数为___________；若滑轮为轻质，滑块加速度时，砂及砂桶的总质量为_________kg。（保留两位小数）（取）

Answer 1

【答案】 不必 0.4 0.1 0.17

【解析】

(1)(1)由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度，滑块到达点时的速度

滑块到达点时的速度

若消除用遮光时间内平均速度表示瞬时速度带来的误差，则遮光条两次经过光电门的中间时刻的时间差为

根据加速度定义式可得滑块的加速度大小

(2)[2]本实验用拉力传感器测出细线对滑块的拉力，所以本实验要求砂和砂桶的总质量不必远小于滑块的质量；

(3)[3]对滑块（含遮光条），根据牛顿第二定律可得

根据图像可得图像的斜率表示滑块（含遮光条）的质量的倒数，即有

解得

[4]根据图像可知当时，，代入可得

[5]根据图像可知滑块加速度时，则有

由于砂及砂桶的移动的距离是滑块移动距离的，根据可得砂及砂桶的加速度大小是滑块的加速度大小的，设砂及砂桶的总质量为，根据牛顿第二定律可得

解得