Question

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(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B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連(力傳感器可測得細(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)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=________mm。

(2)下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是________。

A.將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

B.使A位置與光電門間的距離適當(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)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，測量出滑塊在A位置時(shí)遮光條到光電門B的距離L，則滑塊的加速度a=________。

(4)為探究滑塊的加速度與力的關(guān)系，改變鉤碼的質(zhì)量，測出對應(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，通過描點(diǎn)要作出它們的線性關(guān)系圖像，處理數(shù)據(jù)時(shí)縱軸為F，橫軸應(yīng)為________。

A.t B.t2 C. D.

Answer 1

【答案】2.25 D 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）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)公式解答；
（4）結(jié)合牛頓第二定律求出表達(dá)式分析即可。

（1）由圖知第5條刻度線與主尺對齊，d=2mm+5×0.05mm=2.25mm；
（2）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；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必要；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；拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(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)中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v2=2aL，v=，解得：
（4）根據(jù)牛頓第二定律得：，
則，即
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-圖象。故選D.