Question

16．某同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證牛頓第二定律，小車上固定有寬度為d的遮光條，他將光電門固定在長(zhǎng)木板上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線與固定在小車前端的力傳感器相連（力傳感器可測(cè)出細(xì)線的拉力大小）．每次小車都從同一位置A由靜止釋放，改變砝碼個(gè)數(shù)并測(cè)出小車的質(zhì)量m（含砝碼、傳感器與遮光條），測(cè)出對(duì)應(yīng)拉力傳感器的示數(shù)F和對(duì)應(yīng)遮光條通過光電門的時(shí)間△t．
試回答下列問題：
（1）若A、B間的距離為L(zhǎng)，則計(jì)算小車加速度的表達(dá)式為a=$\frac{vnjly4c^{2}}{2L△{t}^{2}}$．
（2）根據(jù)測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，以F△t為縱軸，以$\frac{m}{△t}$為橫軸，若得到一條過原點(diǎn)的直線，則可驗(yàn)證牛頓第二定律．
（3）關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)提出如下觀點(diǎn)，其中不正確的是D
A．L越大，實(shí)驗(yàn)誤差越小          B．牽引小車的細(xì)繩應(yīng)與木板平行
C．應(yīng)平衡小車受到的摩擦力       D．重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）遮光板通過光電門的時(shí)間很短，可以用對(duì)應(yīng)時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，根據(jù)速度位移關(guān)系公式v²=2as列式求解加速度；
（2）根據(jù)牛頓第二定律分析即可；
（3）要使繩子的拉力等于小車受到的合力，實(shí)驗(yàn)前必須先平衡摩擦力，牽引小車的細(xì)繩應(yīng)與木板平行，注意本實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力是用力傳感器讀出的，不是由重物的重力代替的．

解答 解：（1）由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，故B點(diǎn)速度${v}_{B}=\fracfyacjlo{△t}$，
根據(jù)速度位移關(guān)系公式v_B²=2aL，有
a=$\frac{drd43vi^{2}}{2L△{t}^{2}}$
（2）根據(jù)牛頓第二定律可知，F(xiàn)=ma=m$\frac{od9xu5i^{2}}{2L△{t}^{2}}$，則F△t=$\frac{gjwtzmi^{2}}{2L}•\frac{m}{△t}$，以F△t為縱軸，以$\frac{m}{△t}$為橫軸，若得到一條過原點(diǎn)的直線，則可驗(yàn)證牛頓第二定律．
（3）A、L越大，到達(dá)B點(diǎn)的速度越大，時(shí)間越短，根據(jù)${v}_{B}=\frac9v8vsj9{△t}$求出的B的速度誤差越小，則實(shí)驗(yàn)誤差越小，故A正確；
B、要使繩子的拉力等于小車受到的合力，實(shí)驗(yàn)前必須先平衡摩擦力，牽引小車的細(xì)繩應(yīng)與木板平行，這樣繩子的拉力才等于小車受到的合力，故BC正確；
D、本實(shí)驗(yàn)中繩子的拉力是用力傳感器讀出的，不是由重物的重力代替，所以不需要滿足重物的質(zhì)量應(yīng)遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．
本題選錯(cuò)誤的，故選：D
故答案為：（1）$\frac{mpmop4j^{2}}{2L△{t}^{2}}$；（2）$\frac{m}{△t}$；（3）D

點(diǎn)評(píng) 本題關(guān)鍵明確探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)原理，知道減小系統(tǒng)誤差的方法，不難．