Question

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發射和接收裝置組成。當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間。現利用如圖11所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）。可以裝載鉤碼的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時器顯示窄片K的擋光時間分別為t₁和t₂。

（1）在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖12所示，則窄片K的寬度d=　　　 m（已知L>>d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t₁=4.0×10^-2s，t₂=2.0×10^-2s；

（2）用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=　　　　　 m/s²；

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是__________；

（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線。如圖13中的實線所示。試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是　　　　　　　　　　　　 ；曲線上部彎曲的原因是　　　　　　　　 　;為了既能改變拉力F，又保證a-F圖象是直線，可以進行這樣的操作　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 。

Answer 1

（1）8.00×10^-3m；（2）0.15；（3）推動小車，經過兩個光電門的時間相等，說明小車做勻速運動；（4）平衡摩擦力時斜面夾角偏大；砂和砂桶總質量不是遠小于車受到的力，或砂和砂桶總重力不等于車受到的拉力；將車上鉤碼取下來掛到小桶上。