Question

【题目】在研究“质量一定，加速度与力的关系”实验中，某同学根据学过的理论设计了如下装置（如图甲）：水平桌面上放置了气垫导轨（摩擦可忽略），装有挡光片的滑块放在气垫导轨的某处（挡光片左端与滑块左端对齐）。实验中测出了滑块释放点到光电门(固定)的距离为，挡光片经过光电门的速度为，钩码的质量为。（重力加速度，）

（1）本实验中所挂钩码的质量要满足的条件是______________________。

（2）该同学实验测得数据如下：

该同学想用作图法来间接验证加速度和力的关系，他以所挂钩码的质量为横坐标轴，应以_______为纵坐标轴作图。

请根据数据在乙图中做出图像来验证加速度和力的关系

（3）请根据所做图像求出滑块及挡光片的总质量_________ （保留两位有效数字）

Answer 1

【答案】 钩码质量远小于滑块及挡光片的总质量 1.2（1.1-1.3）

【解析】（1）对整体分析，根据牛顿第二定律得， ，隔离对滑块分析，可知 ，要保证重物的重力等于绳子的拉力，则钩码的质量远小于滑块及挡光片的质量．
（2）滑块的加速度 ，当s不变时，可知加速度与v2成正比，滑块的合力可以认为等于钩码的重力，所以滑块的合力正比于钩码的质量，可知通过v2-m的关系可以间接验证加速度与力的关系．做出v2-m图像如图；
因为a与F成正比，则有： ，即 ，结合图线的斜率可以求出滑块的质量： 解得M=1.2kg．