Question

17．如圖所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置．他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連（力傳感器可測得細線上的拉力大�。�，力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d．

（1）下列不必要的一項實驗要求是D；
A．將氣墊導軌調節(jié)水平              B．使A位置與光電門間的距離適當大些
C．使細線與氣墊導軌平行            D．使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量
（2）實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，測量出滑塊在A位置時遮光條到光電門的距離x，則滑塊的加速度a=$\frac{oljcljy^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
（3）為探究滑塊的加速度與力的關系，改變鉤碼質量．測出對應的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點要作出它們的線性關系圖象，處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應為D．
A．t            B．t²            C．$\frac{1}{t}$            D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）從實驗原理和實驗誤差角度分析操作的步驟；
（2）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，根據(jù)運動學公式解答．
（3）根據(jù)牛頓第二定律分析即可．

解答 解：（1）A、應將氣墊導軌調節(jié)水平，使拉力才等于合力，故A是必要的；
B、應使A位置與光電門間的距離適當大些，有利于減小誤差，故B是必要的；
C、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故C是必要的；
D、拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質量和鉤碼質量大小關系無關，故D是不必要的；
本題選不必要的，故選：D．
（2）根據(jù)勻變速直線運動位移速度公式得：v²=2ax，而v=$\frac6cld9ye{t}$，
解得：a=$\frac{iyd9jfj^{2}}{2x{t}^{2}}$，
（3）根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
解得：F=$\frac{Mlxqcg1s^{2}}{2x}$•$\frac{1}{{t}^{2}}$，
所以處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應為$\frac{1}{{t}^{2}}$，故D正確．
故選：D
故答案為：（1）D；（2）$\frac{ublv194^{2}}{2x{t}^{2}}$；（3）D．

點評 處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項，知道滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．