Question

15．某同學(xué)在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，其中細(xì)繩下的重物的質(zhì)量用m表示，小車和車上的配重總質(zhì)量用M表示，兩個(gè)光電門可以記錄遮光條經(jīng)過(guò)光電門的遮光時(shí)間t₁和t₂，只要測(cè)量出兩光電門之間的距離和遮光條的寬度便可以計(jì)算出小車的加速度．

（1）實(shí)驗(yàn)中該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度，結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為4.20mm．
（2）該同學(xué)在完全平衡摩擦力以后，多次改變M的值，記錄了多組數(shù)據(jù)，以小車的加速度為縱軸，以相關(guān)的質(zhì)量為橫軸，作出下列圖象丙，其中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是AD．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，由于遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度．
（2）根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合圖象特點(diǎn)即可正確回答．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標(biāo)第4刻度與上邊對(duì)齊，讀數(shù)為0.05×4mm=0.20mm，
所以最終讀數(shù)為：4mm+0.20mm=4.20mm
（2）A、該實(shí)驗(yàn)中，為消除摩擦力對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車受到的合力就是繩子的拉力．
根據(jù)牛頓第二定律得：
對(duì)m：mg-F_拉=ma
對(duì)M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
所以當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力時(shí)：a=$\frac{mg}{m+M}$，可知以M+m為橫坐標(biāo)，a的圖線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的直線．故A正確，B錯(cuò)誤；
C、當(dāng)M＞＞m時(shí)，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于重物的總重力，則加速度a近似等于$\frac{mg}{M}$，a的圖線是過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)的圖線；
若m繼續(xù)增大，則a=$\frac{1}{M}•\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$可知a-$\frac{1}{M}$的圖線將向下彎曲．故C錯(cuò)誤，D正確
故選：AD
故答案為：（1）4.20；（2）AD

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．