Question

6．某學(xué)習(xí)小組利用力傳感器和氣墊導(dǎo)軌、光電門驗證牛頓第二定律．如圖所示為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計的實驗裝置．他們在氣墊導(dǎo)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(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(biāo)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=$\fracnpvfdpv{t}$；若測得A、B間的距離為L，則滑塊的加速度為a=$\frac{bfztzrd^{2}}{2L{t}^{2}}$．
（2）下列不必要的一項實驗要求是A（填選項前對應(yīng)的字母）
A．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌右側(cè)墊高些，以平衡摩擦力
B．應(yīng)使A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)水平
D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
（3）實驗時保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼的質(zhì)量m，測出對應(yīng)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(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)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(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求解加速度a．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)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(jié)合運(yùn)動學(xué)基本公式求出F和t的關(guān)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=$\frachjlh5ph{t}$，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動，速度位移公式得：a=$\frac{{v}^{2}}{2L}=\frac{73rxvlz^{2}}{2L{t}^{2}}$，
（2）A、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)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(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；
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$\frac{x5zbv3j^{2}}{{t}^{2}}=2\frac{F}{M}L$
所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時應(yīng)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）$\fracxhb7l7l{t}$；$\frac{znfnt5x^{2}}{2L{t}^{2}}$；（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(nèi)的平均速度可以表示瞬時速度，難度適中．