Question

20．如圖（甲），一端帶有定滑輪的水平放置的長木板上固定有A、B兩個(gè)光電門，與通過定滑輪的輕質(zhì)細(xì)繩相連的輕質(zhì)測(cè)力計(jì)能顯示小車所受的拉力．

①在探究“合外力一定，加速度與質(zhì)量的關(guān)系”時(shí)，某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中得到的五組數(shù)據(jù)，為了更直觀地描述物體的加速度跟其質(zhì)量的關(guān)系，請(qǐng)你根據(jù)他的描點(diǎn)在圖（乙）的坐標(biāo)系中畫出ɑ-$\frac{1}{M}$ 圖象．若不計(jì)空氣阻力及一切摩擦，則該圖線斜率值表示的意義是小車所受到的合力．
②如圖（丙），將長木板的左端抬高，小車遮光片裝在右側(cè)，使小車從靠近光電門A處由靜止開始運(yùn)動(dòng)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F及小車在兩光電門之間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，改變木板傾角，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，據(jù)此數(shù)據(jù)得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的圖線如圖（丁）．實(shí)驗(yàn)中測(cè)得兩光電門的距離L=1.5m，砂和砂桶的總質(zhì)量m₁=0.6kg，則圖線的斜率為1.8kg•m（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）；若小車與長木板間的摩擦不能忽略，則測(cè)得的圖線斜率將不變（選填“變大”、“變小”或“不變”）

Answer 1

分析 ①根據(jù)牛頓第二定律，結(jié)合圖象，即可求解．
②由勻變速運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式得出L與時(shí)間的關(guān)系，根據(jù)牛頓第二定律求出小車的加速度和合力的關(guān)系，進(jìn)一步求出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的關(guān)系式，再根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)分析圖線的斜率的意義．

解答 解：①畫出a-$\frac{1}{m}$圖象，如圖所示，根據(jù)牛頓第二定律可知，a=$\frac{F}{m}$，可知，該圖線斜率值表示的意義是小車的合力．
②小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，位移L=$\frac{1}{2}$at²．
 a=$\frac{2L}{{t}^{2}}$根據(jù)牛頓第二定律得，
對(duì)于沙和沙桶，F(xiàn)_合=F-mg=ma
 F=m$\frac{2L}{{t}^{2}}$+mg
則圖線的斜率為 k=2mL=2×0.6×1.5=1.8（kg•m）
若小車與長木板間的摩擦不能忽略，如圖丁所示測(cè)得圖線斜率將不變．
故答案為：
①小車所受到的合力，如圖所示；
②1.8kg•m；不變

點(diǎn)評(píng) 對(duì)于實(shí)驗(yàn)問題一定要明確實(shí)驗(yàn)原理，并且親自動(dòng)手實(shí)驗(yàn)，熟練應(yīng)用所學(xué)基本規(guī)律解決實(shí)驗(yàn)問題．