Question

【題目】為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．其中G1、G2為兩個(gè)光電門(mén)，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過(guò)G1、G2光電門(mén)時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測(cè)量并記錄．滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片寬度為D，光電門(mén)間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問(wèn)題：

(1)實(shí)驗(yàn)開(kāi)始應(yīng)先調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌下面的螺釘以使氣墊導(dǎo)軌水平，根據(jù)________________可判定調(diào)節(jié)已經(jīng)到位；

(2)若取M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________．

A．m1＝5 g B．m2＝15 g

C．m3＝40 g D．m4＝400 g

(3)在此實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)得每一個(gè)牽引力對(duì)應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為：________________(用Δt1、Δt2、D、x表示)．

Answer 1

【答案】（1）取下?tīng)恳�砝碼，M放在任意位置都不動(dòng)；或取下?tīng)恳�砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門(mén)的光束被擋的時(shí)間Δt都相等 （2）D （3）

【解析】試題分析：分析：（1）明確實(shí)驗(yàn)原理以及氣墊導(dǎo)軌裝置的特點(diǎn)可正確解答；

（2）根據(jù)牛頓第二定律可以推導(dǎo)出滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等的條件，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康目芍�需要測(cè)量的數(shù)據(jù)；

（3）光電門(mén)測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理是遮光條通過(guò)光電門(mén)的速度可以用平均速度代替即v=，再根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式即可求出物體的加速度a．

解答：解：（1）氣墊導(dǎo)軌可以認(rèn)為是光滑的，在判斷其是否水平時(shí)可以采取的方法是：接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，滑塊基本保持靜止說(shuō)明導(dǎo)軌是光滑的，或接通氣源，將滑塊靜置于氣墊導(dǎo)軌上，輕推滑塊，滑塊能基本做勻速直線運(yùn)動(dòng)．取下?tīng)恳�砝碼，M放在任意位置都不動(dòng)；或取下?tīng)恳�砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門(mén)的光束被擋的時(shí)間△t都相等．

（2）在該實(shí)驗(yàn)中實(shí)際是：mg=（M+m）a，要滿足mg=Ma，應(yīng)該使砝碼的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊的質(zhì)量．

若取M=0.4kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，m4=400g不能滿足，故選D．

（3）根據(jù)遮光條通過(guò)光電門(mén)的速度可以用平均速度代替得通過(guò)第一個(gè)光電門(mén)的速度為：

v1=

通過(guò)第二個(gè)光電門(mén)的速度為：

v2=

根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式，則加速度為：

a==

故答案為：（1）取下?tīng)恳�砝碼，M放在任意位置都不動(dòng)；或取下?tīng)恳�砝碼，輕推滑行器M，數(shù)字計(jì)時(shí)器記錄每一個(gè)光電門(mén)的光束被擋的時(shí)間△t都相等；

（2）D；（3）．