Question

11．某同學(xué)在如圖甲所示的裝置做“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)．

（1）該同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室找到了一個小正方體木塊，用實(shí)驗(yàn)桌上的一把游標(biāo)卡尺測出正方體木塊的邊長，如圖甲所示，則正方體木塊的邊長為3.150cm．
（2）用這個小正方體木塊把一端帶滑輪的長木板小車軌道的B端墊高，通過速度傳感器發(fā)現(xiàn)小車剛好做勻速直線運(yùn)動．如圖乙，設(shè)小車的質(zhì)量為M，正方體木塊的邊長為h，并用刻度尺量出圖中木板長度AB為L，則小車向下滑動時受到的摩擦力為$\frac{Mgh}{L}$．
（3）接著把一端帶滑輪的長木板小車軌道掉頭，A端墊高，如圖丙，然后用細(xì)線通過定滑輪掛上重物讓小車加速下滑，測得重物的質(zhì)量m，對應(yīng)的加速度a，則小車加速度a的表達(dá)式是$\frac{{mg-\frac{2Mgh}{L}}}{M+m}$．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法直接讀數(shù)即可；
（2）對小車進(jìn)行受力分析，根據(jù)平衡關(guān)系及幾何關(guān)系即可求解；
（3）根據(jù)牛頓第二定律分別對m和M列式求解即可．

解答 解：（1）由圖乙可以讀出正方體木塊的邊長為：a=31mm+10×0.05mm=31.50mm=3.150cm；
（2）設(shè)此時木板與水平面的夾角為θ，小車剛好做勻速直線運(yùn)動，所以小車受力平衡，則有：
f=Mgsinθ
根據(jù)幾何關(guān)系可知：sinθ=$\frac{h}{L}$
所以f=$\frac{Mgh}{L}$
（3）根據(jù)牛頓第二定律對m：mg-T=ma
對M：T-f-Mgsinθ=Ma
解得：a=$\frac{{mg-\frac{2Mgh}{L}}}{M+m}$
故答案為：（1）3.150；（2）$\frac{Mgh}{L}$；（3）$\frac{{mg-\frac{2Mgh}{L}}}{M+m}$

點(diǎn)評 本題主要考查了“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，要求同學(xué)們掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，掌握該實(shí)驗(yàn)原理，了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng)．