Question

4．如圖甲所示是某同學探宄加速度與力的關系的實驗裝置．他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連（力傳感器可測得細線上的拉力大�。鞲衅飨路綉覓煦^碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

（1）該同學用50分度的游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.10mm
（2）下列不必要的一項實驗要求是D
A．將氣墊導軌調節(jié)水平
B．使A位置與光電門間的距離適當大些
C．使細線與氣墊導軌平行
D．使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量
（3）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，測量出滑塊在A位置時遮光條到光電門的距離x，則滑塊的加速度a=$\frac{bphja6k^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
（4）為探究滑塊的加速度與力的關系，改變鉤碼質量．測出對應的力傳感器的示數F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點要作出它們的線性關系圖象，處理數據時縱軸為F，橫軸應為D
A．t    B．t²    C．$\frac{1}{t}$   D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺讀數結果等于固定刻度讀數加上可動刻度讀數，不需要估讀；
（2）用細線拉力表示合力，要考慮摩擦力的影響；
（3）滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．根據運動學公式解答；
（4）結合牛頓第二定律求出表達式分析即可．

解答 解：（1）由圖知第5條刻度線與主尺對齊，d=2mm+5×0.02mm=2.10mm；
（2）A、應將氣墊導軌調節(jié)水平，使拉力才等于合力，故A必要；
B、應使A位置與光電門間的距離適當大些，有利于減小誤差，故B必要；
C、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故C必要；
D、拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質量和鉤碼質量大小關系無關，故D不必要；
本題選不必要的，故選：D
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v²=2as，v=$\fracsgikr93{t}$，
解得：a=$\frac{ao2ik5q^{2}}{2x{t}^{2}}$
（4）根據牛頓第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
則$\frac{44xu8ow^{2}}{2x{t}^{2}}=\frac{F}{M}$，即F=$\frac{{Md}^{2}}{2x}•\frac{1}{{t}^{2}}$
所以研究滑塊的加速度與力的關系，處理數據時應作出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$圖象．
故選：D
故答案為：（1）2.10；（2）D；（3）$\frac{3i9svcz^{2}}{2x{t}^{2}}$；（4）D

點評 常用儀器的讀數要掌握，這是物理實驗的基礎．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．