Question

光電門傳感器也是一種研究物體運動情況的計時儀器，現利用圖甲所示裝置設計一個“驗證物體產生的加速度與合外力、質量關系” 的實驗，圖中NO是水平桌面，PO是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門。小車上固定著用于擋光的窄片，讓小車從木板的頂端滑下，光電門連接數據采集器，并把數據采集器和計算機連接，打開軟件。

①該實驗中，為了探究a與F 關系，必須使用的物理方法是______________。

②已知窄片的寬度為d，計算機顯示的光電門1、2的擋光時間分別為t₁、t₂。用米尺測量光電門間距為L（L遠大于d），則小車的加速度表達式a=                     (用題中所給的字母表示)。 

③有位同學通過測量，作出a—F圖線,如圖乙中的實線所示。試分析：

乙中圖線不通過坐標原點的原因是                                        ；

乙中圖線上部彎曲的原因是                                          。

 

Answer 1

【答案】

控制變量法；a=(d²/t₂²-d²/t₁²)/2L；木板夾角過大；m<<M的條件未能很好滿足

【解析】①驗證牛頓第二定律采用的是控制變量法，比如控制質量m大小不變，研究合力F與加速度的變化②因為力傳感器是連接在小車上的，所以力傳感器的示數表示小車所受的拉力，因為平衡過摩擦力了，所以繩子的拉力表示小車的合外力，因為實驗中繩子的拉力小于砝碼的重力，只有當砝碼的重力遠小于小車的質量，繩子的拉力才等于砝碼的重力，小車經過光電門1時的速度為，經過光電門2時的速度為，發生的位移是s，所以，所以加速度為a=(d²/t₂²-d²/t₁²)/2L ③由以上論證可知乙中的實線是因為木板夾角過大；m<<M的條件未能很好滿足