Question

6．某學習小組利用力傳感器和氣墊導軌、光電門驗證牛頓第二定律．如圖所示為該學習小組設計的實驗裝置．他們在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一很窄的遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．
（1）該小組用游標卡尺測量遮光條的寬度d，并測得遮光條通過光電門的時間t，則滑塊通過光電門B的瞬時速度為v=$\fracbbh7t9f{t}$；若測得A、B間的距離為L，則滑塊的加速度為a=$\frac{9bp7pvz^{2}}{2L{t}^{2}}$．
（2）下列不必要的一項實驗要求是A（填選項前對應的字母）
A．應將氣墊導軌右側墊高些，以平衡摩擦力
B．應使A位置與光電門間的距離適當大些
C．應將氣墊導軌調節(jié)水平
D．應使細線與氣墊導軌平行
（3）實驗時保持滑塊的質量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼的質量m，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，通過描點做出線性圖象，研究滑塊的加速度與合外力的關系，處理數(shù)據(jù)時應作出如下圖象正確的是C．
A．作出t-F圖象     B．作出t²-F圖象
C．作出t²-$\frac{1}{F}$圖象   D．作出$\frac{1}{t}$-$\sqrt{F}$圖象 
E．作出$\frac{1}{t}$-F圖象．

Answer 1

分析 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)運動學公式求解加速度a．應將氣墊導軌調節(jié)水平，保持拉線方向與木板平面平行，這樣拉力才等于合力，根據(jù)牛頓第二定律結合運動學基本公式求出F和t的關系式，從而選擇作什么圖象．

解答 解：（1）滑塊通過光電門B的瞬時速度為v=$\frach9dd7f9{t}$，
根據(jù)勻變速直線運動，速度位移公式得：a=$\frac{{v}^{2}}{2L}=\frac{lr7d5b5^{2}}{2L{t}^{2}}$，
（2）A、應將氣墊導軌調節(jié)水平，保持拉線方向與木板平面平行，這樣拉力才等于合力，故A錯誤，CD正確；
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正確；
本題選不必要的
故選：A．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得a=$\frac{F}{M}$，
那么$\frac{prptpfx^{2}}{{t}^{2}}=2\frac{F}{M}L$
所以研究滑塊的加速度與力的關系，處理數(shù)據(jù)時應作出$\frac{1}{{t}^{2}}-F$圖象或作出t²-$\frac{1}{F}$圖象．
故選：C
故答案為：（1）$\fraclnxhfpz{t}$；$\frac{tnljx9t^{2}}{2L{t}^{2}}$；（2）A；（3）C

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，知道極短時間內的平均速度可以表示瞬時速度，難度適中．