Question

16．利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來探究合力一定時(shí)，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系．

（1）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時(shí)間分別為△t₁、△t₂；用刻度尺測得兩個(gè)光電門中心之間的距離L，用游標(biāo)卡尺測得遮光條寬度d，則滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式V₁=$\fracxhvb5nh{{△t}_{1}}$；滑塊加速度的表達(dá)式a=$\frac{{{（\fracrrftnp5{{△t}_{2}}）}^{2}-（\fract5nbtd5{{△t}_{1}}）}^{2}}{2L}$．（以上表達(dá)式均用已知字母表示）．如圖乙所示，若用20分度的游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，其讀數(shù)為8.15mm．
（2）在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)改變小車質(zhì)量M時(shí)，通過改變高度h使M•h保持不變保證小車受到的合力大小不變．

Answer 1

分析 知道光電門測量滑塊瞬時(shí)速度的原理．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度．
了解不同的測量工具的精確度和讀數(shù)方法．

解答 解：（1）極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度，則
滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的速度表達(dá)式v₁=$\fracnntnzfz{{△t}_{1}}$；
經(jīng)過光電門2時(shí)的速度表達(dá)式v₂=$\fracd3bvptp{{△t}_{2}}$；
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得滑塊加速度的表達(dá)式a=$\frac{{{（\fracpt3fjvb{{△t}_{2}}）}^{2}-（\fracbnrvjdx{{△t}_{1}}）}^{2}}{2L}$．
游標(biāo)卡尺的固定刻度讀數(shù)為8mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×3mm=0.15mm，
所以最終讀數(shù)為：8mm+0.15mm=8.15mm
（2）滑塊的合力F_合=Mg$\frac{h}{x}$，在實(shí)驗(yàn)過程中，當(dāng)改變小車質(zhì)量M時(shí)，通過改變高度h使M•h保持不變保證小車受到的合力大小不變．
故答案為：（1）$\fracfdbv5pt{{△t}_{1}}$；$\frac{{{（\frachj33llj{{△t}_{2}}）}^{2}-（\frac5fjb33h{{△t}_{1}}）}^{2}}{2L}$；8.15
（2）高度h使M•h保持不變

點(diǎn)評(píng) 考查通過平均速度求瞬時(shí)速度的方法，掌握運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求加速度的應(yīng)用，知道20分度的游標(biāo)卡尺的精確度，難度不大，屬于基礎(chǔ)題．