Question

13．“用DIS研究加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置如圖（a）所示．實(shí)驗(yàn)中通過(guò)增加鉤碼的數(shù)量，多次測(cè)量，可得小車(chē)運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象，如圖（b）所示．

（1）小車(chē)上安裝的是位移傳感器的發(fā)射部分（選填“接收”或“發(fā)射”）．
（2）小車(chē)和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2．
（3）圖（b）中，拉力F較大時(shí)，a-F圖線(xiàn)明顯彎曲，如果F不斷增大，這一曲線(xiàn)不斷延伸，那么加速度的值趨向?yàn)間．

Answer 1

分析 （1）小車(chē)上安裝的是位移傳感器的發(fā)射器；
（2）由a-F圖象得圖象斜率得出小車(chē)質(zhì)量和滑動(dòng)摩擦力，再根據(jù)滑動(dòng)摩擦力公式求解；
（3）根據(jù)圖象得出變量之間的關(guān)系，知道鉤碼所受的重力作為小車(chē)所受外力的條件．

解答 解：（1）小車(chē)上安裝的是位移傳感器的發(fā)射器，木板左端安裝的是傳感器的接受器；
（2）根據(jù)F=ma得a-F圖象的斜率k=$\frac{1}{m}$，
由a-F圖象得圖象斜率k=$\frac{2}{0.5}=4$，所以m=0.25kg．
由a-F圖象得，當(dāng)F=0.5N時(shí)，物體即將要滑動(dòng)，此時(shí)有F=f，因此滑動(dòng)摩擦力等于0.5N，
所以滑塊和軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)$μ=\frac{f}{mg}=\frac{0.5}{0.25×10}=0.2$；
（3）對(duì)小車(chē)和鉤碼整體分析應(yīng)有：a=$\frac{mg}{M+m}$，變形為a=$\frac{g}{1+\frac{M}{m}}$，可見(jiàn)當(dāng)m→∝時(shí)，a=g，即若不斷增加砂和砂桶的質(zhì)量，應(yīng)有a=g，即小車(chē)的加速度的趨向值為g．
故答案為：（1）發(fā)射；（2）0.2；（3）g

點(diǎn)評(píng) 實(shí)驗(yàn)裝置雖然有所變動(dòng)，但是實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)方法、操作細(xì)節(jié)等是一樣的，故任何實(shí)驗(yàn)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵，注意小車(chē)的拉力能等于重力的前提條件，并掌握?qǐng)D象斜率的含義．