Question

2．如圖（1）所示，質(zhì)量為M的滑塊A放在氣墊導(dǎo)軌B上，C為位移傳感器，它能將滑塊A到傳感器C的距離數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)傳送到計(jì)算機(jī)上，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后在屏幕上顯示滑塊A的位移-時(shí)間（s-t）圖象和速率-時(shí)間（v-t）圖象．整個(gè)裝置置于高度可調(diào)節(jié)的斜面上，斜面的長(zhǎng)度為l、高度為h．

（1）現(xiàn)給滑塊A一沿氣墊導(dǎo)軌向上的初速度，A的v-t圖象如圖（2）所示．從v-t圖線可得滑塊A上滑時(shí)的加速度大小a=7.5m/s²，摩擦力對(duì)滑塊A運(yùn)動(dòng)的影響不明顯可忽略．（選填“比較明顯，不能忽略”或“不明顯可忽略”）
（2）此裝置還可用來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律．①實(shí)驗(yàn)時(shí)在保持滑塊質(zhì)量一定的情況下，通過(guò)改變斜面高度h（選填“滑塊初速度v”或“斜面高度h”），來(lái)驗(yàn)證加速度與力成正比的關(guān)系；
②在驗(yàn)證力一定的情況下，加速度與質(zhì)量成反比的關(guān)系時(shí)，為了保持滑塊所受的合力不變，在改變滑塊質(zhì)量M時(shí)必須調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌右端的高度h（見圖（1））．關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h”的正確操作方法是B
A．M增大（或減�。�時(shí)，必須增大（或減小）h，且保持$\frac{M}{h}$不變
B．M增大（或減�。�時(shí)，必須減小（或增大）h，以保持M•h不變
（3）將氣墊導(dǎo)軌轉(zhuǎn)換成滑板，滑塊A換成滑塊A′，給滑塊A′一沿滑板向上的初速度，A′的s-t圖線如圖（3）所示．圖線不對(duì)稱是由于滑動(dòng)摩擦力造成的，由圖線可知滑塊上滑的最大位移的大小s_max=0.64m，可求得滑塊上滑時(shí)初速度v₀′=3.2m/s．

Answer 1

分析 根據(jù)v-t圖象求出該圖象的斜率，其斜率的絕對(duì)值就是加速度大�。�
從v-t圖象中我們發(fā)現(xiàn)兩條傾斜直線的斜率絕對(duì)值大小幾乎相等，說(shuō)明滑塊A沿氣墊導(dǎo)軌上下運(yùn)動(dòng)加速度大小相等．
實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法研究．
對(duì)滑塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決問(wèn)題．

解答 解：（1）從圖象可以看出，滑塊上滑和下滑過(guò)程中的加速度基本相等，所以摩擦力對(duì)滑塊的運(yùn)動(dòng)影響不明顯，可以忽略．
根據(jù)加速度的定義式可以得出a=$\frac{△v}{△t}$=$\frac{3}{0.4}$=7.5m/s²．
（2）①牛頓第二定律研究的是加速度與合外力和質(zhì)量的關(guān)系．當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)，可以改變力的大小，當(dāng)斜面高度不同時(shí)，滑塊受到的力不同，可以探究加速度與合外力的關(guān)系．
②由于滑塊下滑加速的力是由重力沿斜面向下的分力提供，所以要保證向下的分力不變，應(yīng)該使Mg•$\frac{h}{l}$不變，所以應(yīng)該調(diào)節(jié)滑塊的質(zhì)量及斜面的高度，且使Mh不變；故選：B；
（3）①滑板與滑塊間的滑動(dòng)摩擦力比較大，導(dǎo)致圖象成拋物線形．
從圖上可以讀出，滑塊上滑和下滑時(shí)發(fā)生位移大小約為x=0.74m-0.10m=0.64m
上滑時(shí)間約為t₁=0.4s，下滑時(shí)間約為t₂=0.6s，上滑時(shí)看做反向勻加速運(yùn)動(dòng)，
根據(jù)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：根據(jù)動(dòng)學(xué)規(guī)律有：x=$\frac{1}{2}$a₁t₁²，
v=at₁；
聯(lián)立解得v=0.64m/s；
故答案為：（1）（1）7.5，不明顯，可忽略；（2）①斜面高度h，②B；（3）滑動(dòng)摩擦力，0.64m，3.2

點(diǎn)評(píng) 解答本題關(guān)鍵是能夠把v-t圖象運(yùn)用物理規(guī)律結(jié)合數(shù)學(xué)知識(shí)解決問(wèn)題．對(duì)滑塊進(jìn)行運(yùn)動(dòng)和受力分析，運(yùn)用牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解決問(wèn)題．