Question

3．如圖1，抬高長木板的左端，使小車從靠近光電門乙處由靜止開始運動，讀出測力計的示數F和小車在兩光電門之間的運動時間t0，改變木板傾角，測得多組數據，得到的F-$\frac{1}{{t}^{2}}$的圖線如圖2所示．實驗中測得兩光電門的距離L=0.80m，砂和砂桶的總質量m1=0.34kg，重力加速度g取9.8m/s²，則圖線的斜率為0.54kg•m（結果保留兩位有效數字）；若小車與長木板間的摩擦不能忽略，測得的圖線斜率將不變（填“變大”，“變小”或“不變”）．

Answer 1

分析 根據牛頓第二定律求出小車的加速度和合力的關系，進一步求出F和$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}$的關系式．

解答 解：小車由靜止開始做勻加速運動，位移L=$\frac{1}{2}$at²．
a=$\frac{2L}{{t}_{\;}^{2}}$根據牛頓第二定律得
對于沙和沙桶，F_合=F-m₁g=m₁a
F=m$\frac{2L}{{t}_{\;}^{2}}$+mg則圖線的斜率為k=2m₁L═2×0.34×0.8=0.54kg•m
k與摩擦力是否存在無關，若小車與長木板間的摩擦不能忽略，如圖3所示測得圖線斜率將不變．
故答案為：0.54 kg•m              不變

點評 本題考查驗證牛頓第二定律的實驗，要注意明確實驗原理，根據實驗數據利用牛頓第二定律及運動學公式分析求解即可．