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在用DIS研究小车加速度与外力的关系时,某实验小组先用如图(a)所示的实验装置,重物通过滑轮用细线拉小车,在小车和重物之间接一个不计质量的微型力传感器,位移传感器(发射器)随小车一起沿水平轨道运动,位移传感器(接收器)固定在轨道一端。实验中力传感器的拉力为F,保持小车(包括位移传感器发射器)的质量不变,改变重物重力重复实验若干次,得到加速度与外力的关系如图(b)所示。(重力加速度g10m/s2)。

1)小车与轨道的滑动摩擦力f=__________N

2)从图像中分析,小车(包括位移传感器发射器)的质量为_______kg

3)为得到aF成正比的关系,应将斜面的倾角θ调整到________

 

(1)0.60;(2)0.67;(3)0.09 【解析】(1)根据图象可知,当F=0.5N时,小车开始有加速度,则f=0.5N; (2)根据牛顿第二定律得: ,则a-F图象的斜率表示小车质量的倒数,则 (3)为得到a与F成正比的关系,则应该平衡摩擦力,则有: Mgsinθ=μMgcosθ 解得:tanθ=μ, 根据f=μMg得: 所以tanθ= 点睛:实验装置虽然有所变动,但是实验原理、实验方法、操作细节等是一样的,故任何实验明确实验原理是解答实验的关键,注意该实验必须要平衡摩擦力,否则a与F不成正比,能结合图象得出有用的信息,难度适中.  
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