Question

9．某同學(xué)用圖1示的實(shí)驗(yàn)裝置探究加速度與力的關(guān)系．他在氣墊導(dǎo)軌旁安裝了一個(gè)光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器可直接測(cè)出繩中拉力大小，傳感器下方懸掛鉤碼．改變鉤碼數(shù)量，每次都從A處由靜止釋放滑塊．已知滑塊（含遮光條）總質(zhì)量為M，導(dǎo)軌上遮光條位置到光電門位置的距離為L(zhǎng)．請(qǐng)回答下面相關(guān)問題．

（1）如圖2，實(shí)驗(yàn)時(shí)用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為d=0.960cm．某次實(shí)驗(yàn)中，由數(shù)字毫秒計(jì)記錄遮光條通過光電門的時(shí)間為t，由力傳感器記錄對(duì)應(yīng)的細(xì)線拉力大小為F，則滑塊運(yùn)動(dòng)的加速度大小a應(yīng)表示為$\frac{w84ia4w_{\;}^{2}}{2L{t}_{\;}^{2}}$（用題干已知物理量和測(cè)得物理量字母表示）．
（2）下列實(shí)驗(yàn)要求中不必要的是A
A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
B．應(yīng)使遮光條位置與光電門間的距離適當(dāng)大些
C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)至水平
D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度，滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度；由${v}_{\;}^{2}=2aL$求加速度a；
（3）從實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)誤差角度分析操作的步驟．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為9mm，游標(biāo)尺上第12個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為12×0.05mm=0.60mm，所以最終讀數(shù)為：9mm+0.60mm=9.60mm=0.960cm；
已知初速度為零，位移為L(zhǎng)，要計(jì)算加速度，需要知道末速度，故需要由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門B的時(shí)間t，末速度$v=\fracic84qk0{t}$
由${v}_{\;}^{2}=2aL$，得$a=\frac{{v}_{\;}^{2}}{2L}=\frac{4egyuok_{\;}^{2}}{2L{t}_{\;}^{2}}$
（2）A、拉力是直接通過傳感器測(cè)量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)，故A錯(cuò)誤．
B、應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B正確．
C、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力才等于合力，故C正確．
D、要保持拉線方向與氣墊導(dǎo)軌平行，拉力才等于合力，故D正確．
本題選擇不必要的
故選：A．
故答案為：（1）0.960，$\frac{4ike4yw_{\;}^{2}}{2L{t}_{\;}^{2}}$；（2）A

點(diǎn)評(píng) 本題要知道滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．要求能夠根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理分析操作的合理性．