Question

如圖所示的裝置,可用于驗(yàn)證牛頓第二定律。在氣墊導(dǎo)軌上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定遮光板,細(xì)線一端與小車相連,另一端跨過定滑輪掛上．沙桶．，實(shí)驗(yàn)首先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，通過調(diào)整使小車未掛沙桶時(shí)能在氣墊導(dǎo)軌上做勾速運(yùn)動(dòng),然后再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測量數(shù)據(jù):小車和擋光板的總質(zhì)量M，遮光板的寬度d，兩光電門的中心的距離s。則

（1）該實(shí)驗(yàn)要保證小車的合力近似等于沙桶的重力應(yīng)滿足的條作是

（2）實(shí)驗(yàn)需用游際卡尺測量遮光板的寬度d，如圖所示 d= rnrn

（3）某次實(shí)驗(yàn)過程中測得：沙桶的質(zhì)量為m,小車先后通過兩個(gè)光電門的擋光時(shí)間分別為t1，t2A（小車通過第二個(gè)光電門后．沙桶才落地），已知重力加速度為g 則對該小車實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是 ;

 

Answer 1

(1) 沙桶的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車及遮光板的總質(zhì)量；(2)5.50；(3)

【解析】

試題分析：（1）以沙桶為研究對象，設(shè)沙桶質(zhì)量為m，繩子上拉力為F，則有：mg-F=ma；以小車為研究對象，設(shè)小車質(zhì)量為M，則有：F=Ma．由以上兩式得：，由此可知當(dāng)M＞＞m時(shí)，小車的合力近似等于沙桶的重力

（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)讀數(shù)等于：0.05×10mm=0.50mm，所以最終讀數(shù)為：5mm+0.50mm=5.50mm．

（3）由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．

滑塊通過光電門1速度為：；滑塊通過光電門2速度為：

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，物體的加速度為：

根據(jù)需要驗(yàn)證的牛頓第二定律關(guān)系式為：F=mg=Ma，即：

考點(diǎn)：驗(yàn)證牛頓第二定律.