Question

【题目】某物理课外小组利用图（a）中的装置探究物体加速度与其所受合外力之间的关系。图中，置于实验台上的长木板水平放置，其右端固定一轻滑轮；轻绳跨过滑轮，一端与放在木板上的小滑车相连，另一端可悬挂钩码。本实验中可用的钩码共有N=5个，每个质量均为0.010 kg。实验步骤如下：

（1）将5个钩码全部放入小车中，在长木板左下方垫上适当厚度的小物快，使小车（和钩码）可以在木板上 _______下滑（选填“加速”，“匀速”或“减速”）。

（2）将n（依次取n=1，2，3，4，5）个钩码挂在轻绳右端，其余N－n个钩码仍留在小车内；用手按住小车并使轻绳与木板平行。释放小车，同时用传感器记录小车在时刻t相对于其起始位置的位移s，绘制s-t图像，经数据处理后可得到相应的加速度a。实验中__________（选填“需要”或“不需要”）满足钩码质量远远小于小车质量。

（3）对应于不同的n的a值见下表。

（4）利用表中的数据作出a-n图像，并求得该图像的斜率为。取重力加速度为。可得小车（空载）的质量为___________kg（小数点后面留两位。）

Answer 1

【答案】 匀速 不需要 0.05

【解析】（1）平衡摩擦力时，使小车能在木板上匀速运动即可；（2）由于当小车和钩码（含车上放置和细绳末端所挂）的总质量一定，所以小车的加速度a与细绳末端所挂钩码的重力F始终成正比，不需要满足钩码的质量远小于小车的质量，（3）由牛顿第二定律得：，解得：，即a-n图线的斜率为，解得，代入数据解得：。