Question

【题目】图（a）所示实验装置中，选择了不可伸长的轻质细绳和轻定滑轮，小车的加速度a可通过位移传感器及与之相连的计算机得到。

(1)若利用本实验装置来验证“在小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验时应调节轨道的______以平衡摩擦力，钩码的质量应满足的条件是______。

(2)利用本实验装置还可以测量小车（含发射器）的质量和当地的重力加速度，某同学利用本实验装置（已平衡摩擦力）及数字化信息系统获得了小车加速度的倒数与钩码质量的倒数的对应关系图，如图（b）所示。若该直线斜率为k，纵截距为b，则可知小车（含发射器）的质量M=______，当地的重力加速度g=______。

Answer 1

【答案】倾斜度 远小于小车质量

【解析】

（1）若利用本实验来验证“小车质量不变的情况下，小车的加速度与作用力成正比”的结论，并直接以钩码所受重力mg作为小车受到的合外力，则实验时，调节轨道的倾斜度以平衡摩擦力，即使得绳子上拉力等于小车的合力。

设小车的质量为M，再根据牛顿第二定律得，整体的加速度为：，则绳子的拉力为：，知钩码的质量远小于小车的质量时，绳子的拉力等于钩码的重力，所以钩码的质量应满足的条件是远小于小车的质量。

（2）根据牛顿第二定律可知：mg=（m+M）a，结合图象可得：，

又该直线斜率为k，纵截距为b，因此：；