Question

為了探究加速度與力的關(guān)系，使用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置進行實驗．其中G₁、G₂為兩個光電門，它們與數(shù)字計時器相連，當滑行器通過G₁、G₂光電門時，光束被遮擋的時間△t₁、△t₂都可以被測量并記錄，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，光電門間距離為x，牽引砝碼的質(zhì)量為m．
（1）若取M=0.4kg，改變m的值，進行多次實驗，以下m的取值不合適的一個是

D

．
A．m=5g  B．m=15g
C．m=40g  D．m=400g
（2）在此實驗中，需要測得每一個牽引力對應(yīng)的加速度，求得的加速度的表達式為a=

( D △t2 )2-( D △t1 )2

2x

．（用△t₁，△t₂，D，x表示）

Answer 1

分析：（1）在實驗中，認為m的重力等于滑塊所受的合力，所以m的質(zhì)量應(yīng)遠小于M的質(zhì)量．
（2）先求出滑行器通過兩個光電門的速度，再根據(jù)勻加速直線運動位移速度公式求解加速度；

解答：解：（1）在“驗證牛頓第二定律”的實驗用控制變量法，本實驗在滿足小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量的條件下，才能用鉤碼重力代替小車所受的合力，D答案不能滿足此條件．故選D  
（2）滑塊經(jīng)過光電門的速度v₁=

D

△t1

v₂=

D

△t2

，
則根據(jù)據(jù)
2ax=

v

2 2

-

v

2 1

a=

( D △t2 )2-( D △t1 )2

2x

故答案為：（1）D；（2）

( D △t2 )2-( D △t1 )2

2x

．

點評：解決本題的關(guān)鍵理解實驗的原理，知道當m的質(zhì)量遠小于M的質(zhì)量，m的重力可以認為等于M所受的合力．