Question

【題目】如圖甲所示是某同學(xué)用水平氣墊導(dǎo)軌探究“加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在導(dǎo)軌上的B點(diǎn)，砝碼盤通過細(xì)線與滑塊相連，滑塊上固定一遮光條并放有若干金屬片，實(shí)驗(yàn)中每次滑塊都從導(dǎo)軌上的同一位置W由靜止釋放。

(1)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d(沿滑塊運(yùn)動(dòng)方向的長度）如圖乙所示，則d=_____mm，若光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過光電門的時(shí)間為t，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=_____(用所測(cè)物理量的符號(hào)表示)。

(2)若滑塊（含遮光條和金屬片）質(zhì)量為M，砝碼及砝碼盤的質(zhì)量為m，且m遠(yuǎn)小于M則滑塊所受繩子的拉力F可表示為____(已知重力加速度為g)。

（3）實(shí)驗(yàn)過程中：

①用刻度尺測(cè)量A點(diǎn)到光電門所在位置B點(diǎn)之間的水平距離x；

②滑塊從A點(diǎn)靜止釋放（己知砝碼落地前擋光片已通過光電門)；

③改變光電門的位置，滑塊每次都從A點(diǎn)靜止釋放，測(cè)量相應(yīng)的x值并讀出t值；

④設(shè)滑塊運(yùn)動(dòng)時(shí)的加速度為a，根據(jù)實(shí)驗(yàn)測(cè)得的數(shù)據(jù)以x為橫坐標(biāo)，為縱坐標(biāo)，在坐標(biāo)紙中作出圖線如圖丙所示，則斜率用k =________ (用a、d表示)；由此可求得滑塊的加速度a=____m/s2((計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（4）通過對(duì)比F與Ma關(guān)系驗(yàn)證牛頓第一定律

Answer 1

【答案】6.60mm d/t mg 0.55-0.60

【解析】

第一空.游標(biāo)卡尺的示數(shù)由主尺與游標(biāo)尺的讀數(shù)的和，所以遮光片的寬度d=6mm+12×0.05mm=6.60mm；

第二空.遮光片通過光電門的速度；

第三空.由牛頓第二定律，對(duì)整體加速度為： ；對(duì)滑塊，拉力為：；所以當(dāng)m＜＜M時(shí)，F=mg；
第四空.根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式有：v2=2ax，而，所以有：，圖象的斜率k=；第五空.再從圖象可求得斜率為：

所以加速度為：