(2008?東莞一模)(1)在“驗(yàn)證牛頓第二定律”的實(shí)驗(yàn)中,實(shí)驗(yàn)裝置如圖,有一位同學(xué)保持小車質(zhì)量不變的情況下,通過實(shí)驗(yàn)測(cè)量作出了圖乙、丙兩幅圖.

①A圖線不通過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因是
沒有平衡摩擦,或平衡摩擦不夠
沒有平衡摩擦,或平衡摩擦不夠

②A圖上部彎曲的原因是
砂和砂桶的總質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
砂和砂桶的總質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量

③B圖線在縱軸上有截距的原因是
平衡摩擦力太過
平衡摩擦力太過

(2)某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證牛頓運(yùn)動(dòng)定律的實(shí)驗(yàn),步驟是:
①調(diào)平氣墊導(dǎo)軌,在通氣情況下滑塊在導(dǎo)軌上不移動(dòng),然后關(guān)掉氣源
②將兩個(gè)光電門裝在氣墊導(dǎo)軌上(距導(dǎo)軌兩端均還有一定的距離),并記下兩個(gè)光電門間的距離L
③測(cè)出遮光片的寬度d,將遮光片裝在滑塊上
④將氣墊導(dǎo)軌的一端墊上一定厚度的墊片,使氣墊導(dǎo)軌兩端的高度差為h
⑤接通氣源,讓滑塊從導(dǎo)軌的一端由靜止開始下滑,記下滑塊先后經(jīng)過兩光電門的遮光時(shí)間t1、t2(均為毫秒級(jí))
⑥改變墊片的厚度,使氣墊導(dǎo)軌兩端的高度差分別為2h、3h、…重復(fù)實(shí)驗(yàn)
請(qǐng)回答以下問題:
A.該同學(xué)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可以求出滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門時(shí)的速度,其表達(dá)式是V1=
d
t1
d
t1
V2=
d
t2
d
t2

B.該同學(xué)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)可以求出滑塊經(jīng)過兩個(gè)光電門這段位移的加速度,其表達(dá)式是a=
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
(用直接測(cè)得的物理量字母表示)
C.該同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)得到了一組數(shù)據(jù)(見表),請(qǐng)你在坐標(biāo)紙中做出a-h圖象,從圖象中得到a與h的關(guān)系是:
加速度a與h成正比
加速度a與h成正比

序號(hào) 墊高(cm)
.
a
(m/s2)
1 6.00 0.437
2 5.50 0.398
3 5.00 0.364
4 4.50 0.330
5 4.00 0.289
6 3.50 0.253
7 3.00 0.217
D.該同學(xué)由以上關(guān)系下結(jié)論說:在質(zhì)量不變的情況下,滑塊的加速度與所受合外力成正比,該同學(xué)的依據(jù)是
小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長(zhǎng)),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長(zhǎng)),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
分析:(1)解決實(shí)驗(yàn)問題首先要掌握該實(shí)驗(yàn)原理,了解實(shí)驗(yàn)的操作步驟和數(shù)據(jù)處理以及注意事項(xiàng).
(2)由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短,可以用平均速度表示瞬時(shí)速度.根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的速度位移公式求出滑塊的加速度
解答:解:(1)①A圖中,說明在拉力大于0時(shí),物體的加速度為0,說明合外力為0,即繩子的拉力被摩擦力平衡了,即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足,也就是沒有將長(zhǎng)木板的末端抬高或抬高不夠.
②該實(shí)驗(yàn)中當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量時(shí),才能近似認(rèn)為細(xì)線對(duì)小車的拉力大小等于砂和砂桶的總重力大小,隨著F的增大,即隨著砂和砂桶質(zhì)量增大,逐漸的砂和砂桶質(zhì)量不再比小車質(zhì)量小的多,因此會(huì)出現(xiàn)較大誤差,圖象會(huì)產(chǎn)生偏折現(xiàn)象.
③B圖線在縱軸上有截距的原因是平衡摩擦力太過
(2)A、由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短,可以用平均速度表示瞬時(shí)速度.
滑塊經(jīng)過光電門1時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v1=
d
t1
,
滑塊經(jīng)過光電門2時(shí)的瞬時(shí)速度的表達(dá)式v2=
d
t2

B、根據(jù)
v
2
2
-
v
2
1
=2ax得,
a=
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)

C、在坐標(biāo)紙中做出a-h圖象,
從圖象中得到a與h的關(guān)系是:加速度a與h成正比
D、小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長(zhǎng)),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
故答案為:(1)①?zèng)]有平衡摩擦,或平衡摩擦不夠
②砂和砂桶的總質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
③平衡摩擦力太過
(2)A.
d
t1
,
d
t2

B.a(chǎn)=
1
2L
(
d2
t
2
2
-
d2
t
2
1
)
d2(
t
2
1
-
t
2
2
)
2L
t
2
1
t
2
2
(用直接測(cè)得的物理量字母表示)
C.a(chǎn)-h關(guān)系圖如圖
A和h關(guān)系是:加速度a與h成正比
D.小車受合外力為:F=mgsinθ=mg
h
s
(s為氣墊導(dǎo)軌的長(zhǎng)),F(xiàn)與h成正比,故a與F成正比
點(diǎn)評(píng):只要真正掌握了實(shí)驗(yàn)原理就能順利解決此類實(shí)驗(yàn)題目,而實(shí)驗(yàn)步驟,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān),故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握.
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