Question

為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗．其中G₁、G₂為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當(dāng)滑行器通過G_l、G₂光電門時，光束被遮擋的時間△t₁、△t₂都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M擋光片寬度為D，光電門間距離為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m．回答下列問題：
（1）、實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，使氣墊導(dǎo)軌水平，在不增加其它儀器的情況下，如何判定調(diào)節(jié)是否到位？
答：

 

．
（2）、在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達式為：

 

．（用△t₁、△t₂、D、S表示）

Answer 1

分析：（1）當(dāng)氣墊導(dǎo)軌水平時，滑塊做勻速直線運動，通過光電門的速度相等，即光電門的擋光時間相等．
（2）滑塊經(jīng)過光電門時的速度近似等于滑塊經(jīng)過光電門時的平均速度，可由v=

D

△t

求出，然后由勻變速運動的速度位移公式求出滑塊的加速度．

解答：解：（1）實驗開始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘，在不掛重物的情況下輕推滑塊，若滑塊做勻速直線運動，即滑塊通過光電門速度相等，則光電門的擋光時間相等，證明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）滑塊經(jīng)過光電門1的速度v₁=

D

△t1

，
滑塊經(jīng)過光電門2的速度v₂=

D

△t2

由勻變速運動的速度位移公式得：v₂²-v₁²=2ax，
a=

( D △t2 )2-( D △t1 )2

2S

故答案為：（1）在不掛重物的情況下輕推滑塊，若滑塊做勻速直線運動，即滑塊通過光電門速度相等，則光電門的擋光時間相等，證明氣墊導(dǎo)軌已經(jīng)水平．
（2）

( D △t2 )2-( D △t1 )2

2S

點評：解決本題的關(guān)鍵理解實驗的原理，掌握很短時間內(nèi)的平均速度代表瞬時速度．