Question

【題目】如圖甲所示是某同學探究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，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，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊及遮光條都從位置A處由靜止釋放。

⑴該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝___________mm。

⑵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，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是_________________。

⑶改變鉤碼質量，讀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，該同學已經將實驗中的數據描入坐標系中，并擬合圖線如上圖所示。

⑷若圖中所作的 圖像的斜率為k，設AB間的距離為L，當遮光條的寬度為d時，則滑塊和遮光條的總質量為M＝_______________。

Answer 1

【答案】2.25； 遮光條到光電門的距離L； ；

【解析】

（1）由圖知第5條刻度線與主尺對齊，d=2mm+5×0.05mm=2.25mm；
（2）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，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vB2=2ax得，若要得到滑塊的加速度a，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離L。
（3）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：vB2=2as，，，可得：，即，則斜率 ，解得。