Question

11．某同學(xué)采用如圖甲所示的實驗裝置，探究滑塊質(zhì)量一定時，加速度與力的關(guān)系．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，滑塊上同定一遮光條，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，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=2.20mm．
（2）實驗時，將滑塊從A位置中靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，為了得到滑塊的加速度，該同學(xué)還需用刻度尺測量的物理量是A位置到光電門B的距離L．
（3）改變鉤碼的質(zhì)量，記錄對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-F圖象．（選填“t²-F”，“$\frac{1}{t}$-F”，“$\frac{1}{{t}^{2}}$-F”）

Answer 1

分析 游標(biāo)卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動刻度讀數(shù)，不需要估讀．
滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運動學(xué)公式解答．
用細(xì)線拉力表示合力，要考慮摩擦力的影響．

解答 解：（1）由圖知第5條刻度線與主尺對齊，d=2mm+4×0.05mm=2.20mm；
（2）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，滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運動學(xué)公式得若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是A位置到光電門B的距離L；
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v²=2as，
則平均速度v=$\fracoeqyygg{t}$，
由牛頓第二定律，a=$\frac{F}{m}$，
那么$\frac{mcmew0y^{2}}{{t}^{2}}$=2$\frac{F}{M}$L
所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)作出$\frac{1}{{t}^{2}}$-F圖象．
故答案為：（1）2.20，（2）A位置到光電門B的距離L，（3）$\frac{1}{{t}^{2}}$-F．

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．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．