Question

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

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的关系图象，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图象，如图b所示．（1）图b中的图象______是在轨道右侧抬高的情况下得到的（填“①”或“②”）．当钩码的数量增大到一定程度时，图b中的图象明显偏离直线，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=10m/s2）．

Answer 1

（1）由图象可知，当F=0时，a≠0．也就是说当绳子上没有拉力时小车就有加速度，该同学实验操作中平衡摩擦力过大，即倾角过大，平衡摩擦力时木板的右端垫得过高．所以图线①是在轨道右侧抬高成为斜面情况下得到的．
随着钩码的数量增大到一定程度时图（b）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，不满足钩码的质量远远小于小车的质量这个条件．
（2）根据F=ma得a-F图象的斜率k=

1

m

，
由a-F图象得图象斜率k=2，所以m=0.5kg．
由a-F图象②得，当F=1N时，物体即将要滑动，即最大静摩擦力等于1N，
所以滑块和轨道问的动摩擦因数为：μ=

F

mg

=0.2
故答案为：（1）①；所挂钩码的总质量太大
（2）0.5，0.2．