Question

2．為了探究加速度與力的關(guān)系，某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置，帶滑輪的長(zhǎng)木板水平放置，板上有兩個(gè)相距為d的光電門，滑塊通過細(xì)線與重物相連，細(xì)線的拉力F大小等于力傳感器的示數(shù)．讓滑塊從光電門1由靜止釋放，記下滑塊滑到光電門2的時(shí)間t．改變重物的質(zhì)量從而改變細(xì)繩拉力F的大小，重復(fù)以上操作．（g=10m/s²）

（1）滑塊的加速度大小a=$\frac{2d}{t^2}$（用題中字母表示）．
（2）若該同學(xué)在多次實(shí)驗(yàn)后，得出表所示數(shù)據(jù)，請(qǐng)根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖乙所示的坐標(biāo)紙上畫出a-F圖象．
（3）分析（2）中畫出的a-F圖象，可求出滑塊與軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.14．（保留兩位有效數(shù)字）

	a/（m•s-2）	F/N
1	1.0	0.75
2	2.0	0.99
3	2.9	1.23
4	4.1	1.50
5	5.1	1.76

Answer 1

分析 （1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出滑塊的加速度；
（2）依據(jù)表中數(shù)據(jù)運(yùn)用描點(diǎn)法作出圖象；
（3）知道滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊質(zhì)量的倒數(shù)．對(duì)滑塊受力分析，根據(jù)牛頓第二定律求解．

解答 解：（1）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式d=$\frac{1}{2}$at²得，a=$\frac{2d}{{t}^{2}}$．
（2）依據(jù)表中數(shù)據(jù)運(yùn)用描點(diǎn)法作出圖象，如圖所示．
（3）根據(jù)F-μmg=ma得a=$\frac{F}{m}$-μg，所以滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率等于滑塊質(zhì)量的倒數(shù)．
由圖形得加速度a和所受拉力F的關(guān)系圖象斜率k=$\frac{4.5}{1.6}$=2.8，所以滑塊質(zhì)量m=0.36Kg，
由圖形得，當(dāng)F=0.5N時(shí)，滑塊就要開始滑動(dòng)，所以滑塊與軌道間的最大靜摩擦力等于0.5N，
而最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，即μmg=0.5N，
解得μ=0.14
故答案為：（1）$\frac{2d}{t^2}$
（2）如圖所示
（3）0.14

點(diǎn)評(píng) 本題探究加速度與力的關(guān)系，主要考查解決該題關(guān)鍵要掌握牛頓第二定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式的應(yīng)用，運(yùn)用數(shù)學(xué)知識(shí)和物理量之間關(guān)系式結(jié)合起來(lái)求解．