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11.某學(xué)習(xí)小組用如圖1所示裝置做“探究加速度與力的關(guān)系”實驗,由導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測出兩個光電門之間的距離L,窄遮光板的寬度為d.
(1)實驗前要先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平,若用沙和沙桶的重力表示滑塊受到的合力,實驗中要滿足沙桶和沙的總質(zhì)量遠小于滑塊和遮光板的總質(zhì)量.
(2)某次實驗測得窄遮光板依次通過兩個光電門的時間分別為t1、t2,則滑塊的加速度為ilvwgou22L1t221t21(用題中所給物理量表示).
(3)實驗中多次改變沙的質(zhì)量,測出多組對應(yīng)的滑塊的加速度,作出加速度與沙的質(zhì)量的關(guān)系圖象可能是圖2中的AB.

分析 根據(jù)牛頓第二定律可以推導(dǎo)出滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等的條件;
由于遮光條通過光電門的時間極短,可以用平均速度表示瞬時速度.根據(jù)勻變速直線運動的速度位移公式求出滑塊的加速度.

解答 解:(1)實驗前要先調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平,
設(shè)繩子上拉力為F(即滑塊的合外力為F),對小車根據(jù)牛頓第二定律有:
F=Ma    ①
對砂桶和砂有:mg-F=ma   ②
F=mg1+mM,要使沙和沙桶的重力等于繩子的拉力,實驗中要滿足沙桶和沙的質(zhì)量遠小于滑塊和遮光板的總質(zhì)量;
(2)由于遮光條通過光電門的時間極短,可以用平均速度表示瞬時速度.
滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達式v1=\fracva5xlkmt1
滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達式v2=\fracqmnytyxt2
根據(jù)v22-v21=2aL
得:a=xnnrzjf22L1t221t21
(3)根據(jù)牛頓第二定律F=Ma得a=FM,
實驗中多次改變沙的質(zhì)量,用沙桶和沙的重力大小代替滑塊的合力,
所以a=mgM,
由于沙桶本身有重力,所以加速度與沙的質(zhì)量成線性關(guān)系,
故選:AB.
故答案為:(1)底座使之水平;遠小于;
(2)6ak7bxh22L1t221t21; (3)AB.

點評 了解光電門測量瞬時速度的原理,實驗中我們要清楚研究對象和研究過程,對于系統(tǒng)我們要考慮全面,同時明確實驗原理是解答實驗問題的前提,熟悉具體操作,提高應(yīng)用基本物理規(guī)律解決問題的能力.

練習(xí)冊系列答案
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A.當(dāng)溫度降低到某一數(shù)值,銜鐵P將會被吸下
B.當(dāng)溫度升高到某一數(shù)值,銜鐵P將會被吸下
C.工作時,應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在A、B端
D.工作時,應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在C、D端

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以上三個步驟中均有錯誤或疏漏:(任選兩個填寫)
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②中是應(yīng)依據(jù)F1和F2的大小和方向作圖.
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