Question

7．如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置．他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連（力傳感器可測得細線上的拉力大�。�，力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．
（1）該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.25mm
（2）下列不必要的一項實驗要求是D
A．將氣墊導軌調節(jié)水平
B．使A位置與光電門間的距離適當大些
C．使細線與氣墊導軌平行
D．使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量
（3）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，測量出滑塊在A位置時遮光條到光電門的距離x，則滑塊的加速度a=$\frac{v5iebgu^{2}}{2x{t}^{2}}$
（4）為探究滑塊的加速度與力的關系，改變鉤碼質量，測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點要作出它們的線性關系圖象，處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應為D
A．t             B．t²             C．$\frac{1}{t}$              D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數(shù)結果等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，不需要估讀；
（2）用細線拉力表示合力，要考慮摩擦力的影響，拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質量和鉤碼質量大小關系無關；
（3）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運動學公式解答；
（4）結合牛頓第二定律求出F的表達式即可選擇．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為2mm，游標讀數(shù)為0.05×5mm=0.25mm，所以最終讀數(shù)d=2mm+0.25mm=2.25mm；
（2）A、應將氣墊導軌調節(jié)水平，使拉力才等于合力，故A必要；
B、應使A位置與光電門間的距離適當大些，有利于減小誤差，故B必要；
C、要保持細線方向與木氣墊導軌平行，拉力才等于合力，故C必要；
D、拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質量和鉤碼質量大小關系無關，故D不需要；
本題選不必要
故選：D．
（4）滑塊經(jīng)過光電門B的速度v=$\fraca5klixd{t}$，
根據(jù)v²=2ax得：a=$\frac{{v}^{2}}{2x}=\frac{21rupo5^{2}}{2x{t}^{2}}$，
（5）根據(jù)牛頓第二定律得：
a=$\frac{F}{M}$，
則$\frac{F}{M}=\frac{8zbvzjn^{2}}{2x{t}^{2}}$，
解得：F=$\frac{{Md}^{2}}{2x}•\frac{1}{{t}^{2}}$，所以處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應為$\frac{1}{{t}^{2}}$為橫軸，故D正確．
故選：D
故答案為：（1）2.25；（2）D；（3）a=$\frac{smbkxbz^{2}}{2x{t}^{2}}$；（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(jù)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．