Question

某同學(xué)用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門裝置“研究物體的加速度與外力關(guān)系”，他的操作步驟如下：①將一端帶有定滑輪的氣墊導(dǎo)軌放置在實(shí)驗(yàn)臺(tái)上，②將光電門固定在氣墊軌道上離定滑輪較近一端的某點(diǎn)B處，③將帶有遮光條的質(zhì)量為M的滑塊放置在氣墊導(dǎo)軌上的A處，④用重力為F的鉤碼，經(jīng)繞過(guò)滑輪的細(xì)線拉滑塊，使滑塊從同一位置A由靜止釋放，測(cè)出遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t，⑤改變鉤碼個(gè)數(shù)，使滑塊每次從同一位置A由靜止釋放，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．記錄的數(shù)據(jù)及相關(guān)計(jì)算如下表：

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5
F/N	0.49	0.98	1.47	1.96	2.45
t/（ms）	28.6	23.3	20.2	18.1	16.5
t2/（ms）2	818.0	542.9	408.0	327.6	272.25
t-2/[×10-4（ms）-2]	12.2	18.4	24.5	30.6	36.7

（1）若用游標(biāo)卡尺測(cè)出滑塊上遮光條的寬度d如圖乙所示，則遮光條的寬度d=

1.050

cm，第一次測(cè)量中小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度為

0.37

m/s（保留兩位有效數(shù)字）
（2）實(shí)驗(yàn)中遮光條到光電門的距離為s，遮光條的寬度為d，遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間為t，可推導(dǎo)出滑塊的加速度a與t關(guān)系式為

a=

d2

2st2

．
（3）本實(shí)驗(yàn)為了研究加速度a與外力F的關(guān)系，只要作出

F～

1

t2

的關(guān)系圖象，請(qǐng)作出該圖線．
（4）根據(jù)作出的圖象，判斷該同學(xué)可能疏漏的重要實(shí)驗(yàn)步驟是

沒(méi)有將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平

．

Answer 1

分析：（1）游標(biāo)卡尺讀數(shù)結(jié)果等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，不需要估讀，利用平均速度代替瞬時(shí)速度可以求出經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的速度的大小；
（2）根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式v2-

v

2 0

=2as可以正確結(jié)果；
（3）寫出F的函數(shù)關(guān)系式即可正確得出結(jié)果；
（4）根據(jù)圖象可知開(kāi)始時(shí)刻拉力并不為零，這說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌沒(méi)有調(diào)水平．

解答：解析：（1）由圖知第10條刻度線與主尺對(duì)齊，d=10mm+10×0.05mm=10.50mm=1.050cm；
第一次測(cè)量的速度：v=

d

t1

=0.37m/s．
故答案為：1.050，0.37．
（2）由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式得：v^2_=2as
v=

d

t

則解得：a=

d2

2st2

．
故答案為：a=

d2

2st2

．
（3）將a=

d2

2st2

代入公式F=ma得：
F=m

d2

2st2

=

md2

2s

?

1

t2

，
故作出F～

1

t2

圖象即可；
利用描點(diǎn)法得出其圖象如下所示：

故答案為：F～

1

t2

．
（4）根據(jù)圖象可知開(kāi)始時(shí)刻拉力并不為零，這說(shuō)明氣墊導(dǎo)軌沒(méi)有調(diào)水平．
故答案為：沒(méi)有將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平．

點(diǎn)評(píng)：本題主要是考查同學(xué)們作圖的能力和根據(jù)圖象得出數(shù)量關(guān)系的能力，只有在日常學(xué)習(xí)一步一步親力所為才能逐步培養(yǎng)出這種能力．