Question

像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門(mén)都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用如圖1所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上間距為L(zhǎng)的兩個(gè)光電門(mén)（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出）．可以裝載鉤碼的小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K，讓小車(chē)從木板的頂端滑下，光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t₁和t₂．
（1）在某次測(cè)量中，用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度，游標(biāo)卡尺如圖3所示，則窄片K的寬度d=

0.00800

m（已知L＞＞d），光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t₁=4.0×10^-2s，t₂=2.0×10^-2s；
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)的間距為L(zhǎng)=0.40m，則小車(chē)的加速度大小a=

0.15

 m/s²；
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把砂和砂桶拉車(chē)的力當(dāng)作小車(chē)受的合外力，就必須平衡小車(chē)受到的摩擦力，正確的做法是

在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高，當(dāng)小車(chē)能夠勻速下滑時(shí)說(shuō)明已經(jīng)平衡摩擦力

；
（4）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車(chē)的合外力F，作出a-F圖線．如圖2的實(shí)線所示．試分析：圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是

平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大（或平衡摩擦力過(guò)度）

．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法是主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）小車(chē)做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)速度和位移關(guān)系v2-

v

2 0

=2as可以求出加速度的大��；
（3）注意平衡摩擦力的原理，利用重力沿斜面的分力來(lái)平衡摩擦力，若物體能勻速運(yùn)動(dòng)則說(shuō)明恰好平衡了摩擦力；
（4）根據(jù)圖象特點(diǎn)結(jié)合牛頓第二定律可正確解答．

解答：解：（1）根據(jù)圖（3）可知，主尺的讀數(shù)為8mm，游標(biāo)尺上第0個(gè)刻度與主尺上某一刻度對(duì)齊，因此最后讀數(shù)為：8mm+0×0.05mm=8.00mm=0.00800m
故答案為：0.00800．
（2）窄片K的寬度很小，可以利用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，因此有：
v1=

d

t1

=0.2m/s
v2=

d

t2

=0.4m/s
根據(jù)速度與位移關(guān)系可知小車(chē)的加速度大小為：a=

v 2 2 - v 2 1

2L

=0.15m/s2
故答案為：0.15．
（3）根據(jù)物體平衡條件進(jìn)行平衡摩擦力，具體操作為：在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高，當(dāng)小車(chē)能夠勻速下滑時(shí)說(shuō)明已經(jīng)平衡摩擦力．
故答案為：在不掛砂和砂桶的情況下將木板一端抬高，當(dāng)小車(chē)能夠勻速下滑時(shí)說(shuō)明已經(jīng)平衡摩擦力．
（4）由圖2可知，開(kāi)始物體所受拉力為零時(shí)，卻產(chǎn)生了加速度，故操作過(guò)程中平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大．
故答案為：平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大（或平衡摩擦力過(guò)度）．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于課本中的基本力學(xué)實(shí)驗(yàn)，無(wú)論形式如何變化，只要根據(jù)所學(xué)基本物理知識(shí)，弄清其實(shí)驗(yàn)原理，熟練應(yīng)用所學(xué)物理知識(shí)，即可找到解決問(wèn)題的突破口．