Question

【題目】某同學(xué)用如圖甲所示的裝置探究加速度與力的關(guān)系。他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光條滑塊用繞過氣墊導(dǎo)軌左端定滑輪的細(xì)線與力傳感器相連，力傳感器可直接測(cè)出繩中拉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)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，如圖乙所示，則其寬度為___________mm。

(2)該同學(xué)還測(cè)得遮光條靜止時(shí)到光電門的距離為L，滑塊和遮光條的總質(zhì)量為m。實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從A位置由靜止釋放改變鉤碼質(zhì)量測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時(shí)間t，遮光條的寬度用d表示，則F和t的關(guān)系可表示為F=___________。

(3)下列實(shí)驗(yàn)要求必要的是___________。

A.應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

B應(yīng)使A位置與光電門間的距離盡可能小些

C.應(yīng)使遮光條的寬度盡可能大些

D.應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

Answer 1

【答案】3.75 D

【解析】

（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）滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式和牛頓第二定律解答．（3）從實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)誤差角度分析操作的步驟．

（1）由圖知第15條刻度線與主尺對(duì)齊，d=3mm+15×0.05mm=3.75mm；

（2）滑塊經(jīng)過光電門的速度；由運(yùn)動(dòng)公式v2=2aL，F(xiàn)=ma，聯(lián)立解得：

（3）拉力是直接通過傳感器測(cè)量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)，故A不必要；應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B是錯(cuò)誤的；應(yīng)使遮光條的寬度盡可能小些，可減小測(cè)量速度的誤差，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故D是必要的；故選D.