Question

4．如圖甲所示是某同學(xué)探宄加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連（力傳感器可測(cè)得細(xì)線上的拉力大小），力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學(xué)用50分度的游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.10mm
（2）下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是D
A．將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
B．使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些
C．使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
D．使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間t，測(cè)量出滑塊在A位置時(shí)遮光條到光電門(mén)的距離x，則滑塊的加速度a=$\frac{ehp9tbs^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
（4）為探究滑塊的加速度與力的關(guān)系，改變鉤碼質(zhì)量．測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)要作出它們的線性關(guān)系圖象，處理數(shù)據(jù)時(shí)縱軸為F，橫軸應(yīng)為D
A．t    B．t²    C．$\frac{1}{t}$   D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，不需要估讀；
（2）用細(xì)線拉力表示合力，要考慮摩擦力的影響；
（3）滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答；
（4）結(jié)合牛頓第二定律求出表達(dá)式分析即可．

解答 解：（1）由圖知第5條刻度線與主尺對(duì)齊，d=2mm+5×0.02mm=2.10mm；
（2）A、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力才等于合力，故A必要；
B、應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B必要；
C、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故C必要；
D、拉力是直接通過(guò)傳感器測(cè)量的，故與小車(chē)質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)，故D不必要；
本題選不必要的，故選：D
（3）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，因此有：v²=2as，v=$\fracb2ycbhp{t}$，
解得：a=$\frac{ryphnhh^{2}}{2x{t}^{2}}$
（4）根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
則$\frac{xe0cj7m^{2}}{2x{t}^{2}}=\frac{F}{M}$，即F=$\frac{{Md}^{2}}{2x}•\frac{1}{{t}^{2}}$
所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$圖象．
故選：D
故答案為：（1）2.10；（2）D；（3）$\frac{qmlapqw^{2}}{2x{t}^{2}}$；（4）D

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．