Question

4．如圖甲所示是某同學探究加速度與力的關系的實驗裝置．他在氣墊導軌上安裝了一個光電門B，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細線繞過氣墊導軌左端的定滑輪與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．

①該同學用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.30mm．
②實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離L；
③下列不必要的一項實驗要求是A．（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）
A．應使滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量
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．

Answer 1

分析 ①游標卡尺讀數結果等于固定刻度讀數加上可動刻度讀數，不需要估讀．
②滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．根據運動學公式解答．
③明確實驗原理，知道實驗拉力的測量方法； 同時還需要減小摩擦力的影響．同時應讓細線與木板平行．

解答 解：①由圖知第6條刻度線與主尺對齊，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；
②實驗時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，滑塊經過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經過光電門的平均速度．
根據運動學公式得若要得到滑塊的加速度，還需要測量的物理量是遮光條到光電門的距離L
③A、拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質量和鉤碼質量大小關系無關，故A正確；
B、應使A位置與光電門間的距離適當大些，可以增大測量長度，從而有利于減小誤差，故B錯誤
C、應將氣墊導軌調節(jié)水平，使拉力才等于合力，故C錯誤
D、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故D錯誤；
本題選不必要的，故選：A；
故答案為：①2.30； ②遮光條到光電門的距離L； ③A．

點評 本題考查探究加速度與力的關系的實驗，要注意明確實驗原理，注意本實驗中不再是以鉤碼的重力來表示拉力，而是用傳感器來得出拉力，故不需要再讓鉤碼的質量遠小于小車的質量，但仍需消除摩擦力以及細線分力的影響．