Question

20．如圖（甲），一端帶有定滑輪的水平放置的長木板上固定有A、B兩個光電門，與通過定滑輪的輕質(zhì)細繩相連的輕質(zhì)測力計能顯示小車所受的拉力．

①在探究“合外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時，某同學(xué)在實驗中得到的五組數(shù)據(jù)，為了更直觀地描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請你根據(jù)他的描點在圖（乙）的坐標(biāo)系中畫出ɑ-$\frac{1}{M}$ 圖象．若不計空氣阻力及一切摩擦，則該圖線斜率值表示的意義是小車所受到的合力．
②如圖（丙），將長木板的左端抬高，小車遮光片裝在右側(cè)，使小車從靠近光電門A處由靜止開始運動，讀出測力計的示數(shù)F及小車在兩光電門之間的運動時間t，改變木板傾角，測得多組數(shù)據(jù)，據(jù)此數(shù)據(jù)得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的圖線如圖（丁）．實驗中測得兩光電門的距離L=1.5m，砂和砂桶的總質(zhì)量m₁=0.6kg，則圖線的斜率為1.8kg•m（計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長木板間的摩擦不能忽略，則測得的圖線斜率將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 ①根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合圖象，即可求解．
②由勻變速運動的位移時間公式得出L與時間的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律求出小車的加速度和合力的關(guān)系，進一步求出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的關(guān)系式，再根據(jù)數(shù)學(xué)知識分析圖線的斜率的意義．

解答 解：①畫出a-$\frac{1}{m}$圖象，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，可知，該圖線斜率值表示的意義是小車的合力．
②小車由靜止開始做勻加速運動，位移L=$\frac{1}{2}$at²．
 a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$根據(jù)牛頓第二定律得，
對于沙和沙桶，F(xiàn)_合=F-mg=ma
 F=m$\frac{2L}{{t}^{2}}$+mg
則圖線的斜率為 k=2mL=2×0.6×1.5=1.8（kg•m）
若小車與長木板間的摩擦不能忽略，如圖丁所示測得圖線斜率將不變．
故答案為：
①小車所受到的合力，如圖所示；
②1.8kg•m；不變

點評 對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實驗問題．