Question

像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見計(jì)時(shí)儀器，其結(jié)構(gòu)如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當(dāng)有物體從a、b間通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“驗(yàn)證物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t₁和t₂



（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度d=0.50cm（已知L＞＞d）光電門1，2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t₁=2.50×10^-2s，t₂=1.25×10^-2s．則窄片K通過(guò)光電門Ⅰ時(shí)的速度為______
（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T間距為L(zhǎng)，則小車的加速度表達(dá)式a=______
（各量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）
（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了探究a與F的關(guān)系，要保持小車的質(zhì)量M不變，這種探究方法叫______，有位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車的合外力F，作出a一F圖線．如上圖丙中的實(shí)線所示，試分析：
圖線不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是______
圖線上部彎曲的原因是______．

Answer 1

（1）窄片K通過(guò)光電門Ⅰ時(shí)的速度為：v=

d

t1

=

0.5×10-2

2.5×10-2

=0.2m/s．
故答案為：0.2m/s．
（2）根據(jù)題意有：v1=

d

t1

    ①
v2=

d

t2

         ②

v

22

-

v

21

=2aL     ③
聯(lián)立①②③解得：a=

(t 21 - t 22 )d2

2 Lt 21 t 22

．
故答案為：

(t 21 - t 22 )d2

2 Lt 21 t 22

．
（3）本實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證：合外力、質(zhì)量、加速度之間的關(guān)系，變量較多，因此采用“控制變量法”進(jìn)行，由圖丙可知，開始物體所受拉力為零時(shí)，卻產(chǎn)生了加速度，故操作過(guò)程中平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大，隨著外力F的增大，砂和砂筒的質(zhì)量越來(lái)越大，最后出現(xiàn)了不滿滿足遠(yuǎn)小于小車質(zhì)量的情況，因此圖線出現(xiàn)了偏折現(xiàn)象．
故答案為：控制變量法，平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大，沒(méi)有滿足小車質(zhì)量M運(yùn)大于砂和砂筒的質(zhì)量m．