Question

某實驗小組利用如圖所示的氣墊導軌裝置來探究合力一定時，物體的加速度與質量之間的關系．

（1）用游標卡尺測光電門遮光條的寬度d，圖甲中游標卡尺讀數為

 

cm．
（2）做實驗時，將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器（圖中未畫出）可讀出遮光條通過光電門1、2的時間分別為△t₁、△t₂；用刻度尺測得兩個光電門中心之間的距 離x，用游標卡尺測得遮光條寬度d．則滑塊經過光電門1時的速度表達式v₁=

 

；滑塊加速度的表達式a=

 

．（以上表達式均用已知字母表示）
（3）為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質量M和氣墊導軌右端高度h（見圖）．關于“改變滑塊質量M和氣墊導軌右端的高度h”的正確操作方法是

 

A．M增大時，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時，h減小，以保持二者乘積減小
（4）如果實驗想通過圖象法進一步確認在合外力不變的情況下，物體運動的加速度跟物體的質量成反比，需建立

 

（選填“a-m”或“a=

1

m

”）坐標系．

Answer 1

分析：知道游標卡尺讀數由主尺和游標尺兩部分組成；知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理是用極短時間內的平均速度表示瞬時速度．
根據運動學公式求出加速度．表示出滑塊的合力，根據表達式判斷；
在探究加速度與質量的關系時，分別以a為縱坐標，

1

m

為橫坐標作圖象，畫出一條傾斜的直線，這樣就能直觀地看出其關系．

解答：解：（1）游標卡尺的讀數由主尺1cm和游標尺：10×

1

20

mm=0.5mm=0.05cm兩部分組成．所以讀數為1+0.05=1.05cm．
（2）光電門測量滑塊瞬時速度的原理是用極短時間內的平均速度表示瞬時速度，
故滑塊經過光電門1時的速度表達式：v₁=

d

△t1

，
經過光電門2時的速度表達式：v₂₌

d

△t2

，
加速度a=

v 2 2 - v 2 1

2x

=

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

（3）滑塊的合力F_合=Mg

h

x

，為了保持滑塊所受的合力不變，
所以M和h 不能同時增大或減小．故選：BC．
（4）探究加速度與質量的關系時，分別以a為縱坐標，

1

m

為橫坐標作圖象，畫出一條傾斜的直線，這樣就能直觀地看出其關系
故答案為：（1）1.05，（2）

d

△t1

，

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

；（3）BC；（4）a-

1

m

點評：解決本題關鍵要知道用很短時間內的平均速度代替瞬間速度，并能夠用力學知識找出M和h的關系，實驗步驟，實驗數據的處理都與實驗原理有關，故要加強對實驗原理的學習和掌握．