Question

13．利用如圖1所示裝置做“探究質量一定時，加速度與力的關系”的實驗，實驗中用光電計時器替代打點計時器．研究物體運動時，光電計時器可以記錄滑塊M上的遮光片通過光電門的時間t．
（1）為了計算滑塊通過光電門的速度，需要先用20分度的游標卡尺測量遮光片的寬度．如圖2所示，遮光片的寬度d=6.35mm；
（2）先不掛鉤碼m，把木板左端墊高一些以平衡摩擦力，掛上鉤碼m牽引滑塊M加速下滑，并認為滑塊受到的合力等于鉤碼重力；
（3）某次實驗中，測得滑塊由靜止釋放的位置到光電門的距離為S、遮光片的寬度為d、擋光時間為t，則滑塊的下滑加速度a=$\frac{bhyag4r_{\;}^{2}}{2s{t}_{\;}^{2}}$；
（4）改變鉤碼的質量m（滿足m＜＜M），滑塊每次由同一位置靜止釋放，光電門計錄對應時間t，多次實驗測量，選擇合適的橫、縱坐標軸作為下列如圖3圖象，正確的是D．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．
（2）知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理，根據運動學公式求出加速度．
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，根據動能定理表示出變量之間的關系求解．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為：0.6cm=6mm，游標尺上第7個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為7×0.05mm=0.35mm，所以最終讀數(shù)為：6mm+0.35mm=6.35mm．
（2）極短時間內的平均速度表示瞬時速度，則
滑塊經過光電門時的速度表達式$v=\fracxnle9lf{t}$
根據運動學公式得滑塊加速度的表達式$a=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2s}=\frac{（\fracvgfja4q{t}）_{\;}^{2}}{2s}$=$\frac{wvzony8_{\;}^{2}}{2s{t}_{\;}^{2}}$
（3）由題意可知，mgs=$\frac{1}{2}M（\fracwbv9tyd{t}）_{\;}^{2}$
解得：$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}=\frac{2gs}{Myj9oxwf_{\;}^{2}}m$，
則應作出$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}-m$圖象，故D正確，ABC錯誤；
故選：D
故答案為：（1）6.35        （3）$\frac{k9busrf_{\;}^{2}}{2s{t}_{\;}^{2}}$       （4）D

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．