Question

光電計(jì)時(shí)器是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)儀器．當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間，現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其N(xiāo)Q是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，l、2是固定在木板上的兩個(gè)光電門(mén)（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出）。小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K，測(cè)得其寬度為d，讓小車(chē)從木板的頂端滑下，光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t₁和t₂。

（1）該實(shí)驗(yàn)中，在改變小車(chē)的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時(shí)，為保證小車(chē)所受合外力大小約等于mg需要滿足的條件是               ;

（2）為了計(jì)算出小車(chē)的加速度，除了測(cè)量d、t₁和t₂之外，還需要測(cè)量        ，若上述測(cè)量量用x表示，則用這些物理量計(jì)算加速度的表達(dá)式為a=          ；

（3）某位同學(xué)經(jīng)過(guò)測(cè)量、計(jì)算得到如下表數(shù)據(jù)，請(qǐng)?jiān)趫D乙中作出小車(chē)加速度與所受合外力的關(guān)系圖像。

（4）由圖象可以看出，該實(shí)驗(yàn)存在著較大的誤差，產(chǎn)生誤差的主要原因是         。

 

Answer 1

【答案】

⑴M>>m⑵兩光電門(mén)之間的距離（或“小車(chē)由光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)至光電門(mén)2所用時(shí)間”

⑶圖略⑷木板傾角偏�。ɑ颉捌胶饽Σ亮Σ蛔恪被颉澳┩耆�平衡摩擦力”）

【解析】

試題分析：⑴實(shí)際上是：，因此只有當(dāng)時(shí)，小車(chē)所受合外力大小等于mg．

⑵兩光電門(mén)之間的距離（或“小車(chē)由光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)至光電門(mén)2所用時(shí)間”

通過(guò)光電門(mén)的測(cè)量我們計(jì)算出了通過(guò)光電門(mén)1的速度為：，

通過(guò)2時(shí)的速度為：

如果測(cè)量出經(jīng)過(guò)1、2時(shí)的時(shí)間t，根據(jù)：，得：

如果測(cè)出經(jīng)過(guò)1、2時(shí)的距離x，根據(jù)：，得：．

⑶由圖可知，開(kāi)始小車(chē)受合外力時(shí)，加速度卻為零，因此操作過(guò)程中可能沒(méi)有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．

考點(diǎn)：探究加速度與物體質(zhì)量、物體受力的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng)：本實(shí)驗(yàn)與教材中的實(shí)驗(yàn)有所不同，但是根據(jù)所學(xué)物理知識(shí)，明確了實(shí)驗(yàn)原理，即可正確解答．