Question

（8分）某實驗探究小組為了探究物體的加速度與所受合外力之間的關系，設計了如圖a所示的實驗裝置．該實驗小組成員用鉤碼的重力作為小車所受的合力，用傳感器測小車的加速度，通過改變鉤碼的數量，多次重復測量，可得小車運動的加速度a和所受合力F的關系圖像，他們在軌道水平和傾斜的兩種情況下分別做了實驗，得到了兩條a-F圖線，如圖b所示．

（1）圖b中的圖線____是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的（選填“①”或“②”）．當鉤碼的數量增大到一定程度時，圖b中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是       ．
（2）小車和傳感器接收器的總質量m=    kg，小車和軌道間的動摩擦因數μ=   （g=1m/s²）

Answer 1

（8分，每空2分）
（1）①，所掛鉤碼的總質量太大 （2）0.5，0.2

由于圖線①拉力F=0時加速度a=2m/s²，所以圖b中的圖線①是在軌道右側抬高成為斜面情況下得到的。，圖b中的圖線明顯偏離直線，造成此誤差的主要原因是所掛鉤碼的總質量太大，不滿足所掛鉤碼的總質量遠遠小于小車質量。由拉力F₁=1N，加速度a₁=4ms可得：F₁+F-F_f=ma₁；由拉力F₂=1N，加速度a₂=4ms可得：F₂+ F-F_f =ma₂；聯立解得m=0.5kg。根據圖線②，F=1N=μmg，解得μ=0.2.