Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組在“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，設(shè)計(jì)出如下實(shí)驗(yàn)方案，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示．已知小車(chē)（含遮光條））質(zhì)量M，砝碼盤(pán)質(zhì)量m0，長(zhǎng)木板上固定兩個(gè)光電門(mén)A、B，其實(shí)驗(yàn)步驟是：

A．按圖所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置；

B．掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)（含砝碼），調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)能沿長(zhǎng)木板向下做勻速運(yùn)動(dòng)；

C．取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)，記下砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量m；

D．將小車(chē)置于長(zhǎng)木板上由靜止釋放，讓小車(chē)在木板上運(yùn)動(dòng)，并先后經(jīng)過(guò)AB兩個(gè)光電門(mén)

E．重新掛上細(xì)繩和砝碼盤(pán)，改變砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量，重復(fù)B-D步驟，求得小車(chē)在不同合外力F作用下的加速度。

回答下列問(wèn)題：

（1）按上述方案做實(shí)驗(yàn)，是否要求砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量？______（填“是”或“否”）．

（2）如圖，遮光條的寬度為______mm。若遮光條寬度為d，經(jīng)過(guò)光電門(mén)A、B時(shí)遮光時(shí)間分別為t1、t2，光電門(mén)A、B中心之間的距離為L，砝碼盤(pán)中砝碼的質(zhì)量為m，重力加速度為g，則小車(chē)的加速度為______，小車(chē)受到的合外力為______（用題目給定的物理量符號(hào)表示）

（3）某同學(xué)將有關(guān)測(cè)量數(shù)據(jù)填入他所設(shè)計(jì)的表格中，他根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫(huà)出a-F圖象（如圖）．造成圖線(xiàn)不過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的一條最主要原因是：________。

Answer 1

【答案】 （1）否 （2）5.45 (m0+m)g； （3）在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力

【解析】（1）當(dāng)小車(chē)勻速下滑時(shí)有：Mgsinθ=f+（m+m0）g，M為小車(chē)的質(zhì)量，m0為砝碼盤(pán)的質(zhì)量，
當(dāng)取下細(xì)繩和砝碼盤(pán)后，放開(kāi)小車(chē)做勻加速運(yùn)動(dòng)，由于重力沿斜面向下的分力Mgsinθ和摩擦力f不變，因此其合外力為F=Mgsinθ-f=（m+m0）g，由此可知該實(shí)驗(yàn)中不需要砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．
（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×9mm=0.45mm，所以最終讀數(shù)為5.45mm．
滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式，滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式，根據(jù) 解得：a= 小車(chē)受到的合外力等于盤(pán)和砝碼的總重力(m0+m)g
（3）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，這說(shuō)明在計(jì)算小車(chē)所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤(pán)的重力.