Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗證“牛頓第二定律（）”，他們在實驗室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個光電門°，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤，實驗首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量，擋光板的寬度d，光電門1和2中心間的距離x。

（1）該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車（包括力傳感器和擋光板）的質(zhì)量？________（填“需要”或“不需要”）

（2）某次實驗過程中，力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為、（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則該實驗要驗證的表達(dá)式是____________________。

Answer 1

【答案】不需要

【解析】

（1）[1]由于實驗中已給出了力傳感器，可以直接測出細(xì)線的拉力，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車（包括力傳感器和擋光板）的質(zhì)量。

（2）[2]小車通過光電門1時的速度為

通過光電門2時的速度為

所以根據(jù)，可得

。

由可得