Question

13．如圖是某同學(xué)用來探究“小車的加速度與外力關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，軌道上的B點(diǎn)固定一光電門，將連接小車的細(xì)線跨過滑輪系住小鉤碼，平衡摩擦力后在A點(diǎn)釋放小車，測出小車上擋光片通過光電門的時(shí)間為△t．
（1）若擋光片的寬度為d，擋光片前端距光電門的距離為L，則小車的加速度a=$\frac{my4gmig^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$．
（2）（多選題）在該實(shí)驗(yàn)中，下列操作中正確的是BC
（A）要用天平稱量小車質(zhì)量
（B）每次改變鉤碼，都不需要測量其質(zhì)量（或重力）
（C）調(diào)節(jié)滑輪的高度，使細(xì)線與軌道平行
（D）每次小車從A點(diǎn)出發(fā)允許有不同的初速度
（3）由于擋光片有一定的寬度，則實(shí)驗(yàn)中測出的小車加速度值比真實(shí)值偏大．（填“偏大”、“相等”或者“偏小”）

Answer 1

分析 （1）遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替故v=$\fracq0oiyok{t}$，再根據(jù)v²=2al即可求出物體的加速度a．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，實(shí)驗(yàn)時(shí)要平衡摩擦力，本題直接從力傳感器上讀出繩子拉力的大小，不需要測量鉤碼質(zhì)量，由（1）知：計(jì)算加速度時(shí)，通過勻加速運(yùn)動(dòng)位移時(shí)間公式求解，若小車從同一點(diǎn)靜止出發(fā)，初速度要相同．
（3）利用擋板的長度除以擋板通過的時(shí)間求出的擋板通過的平均速度，等于其通過時(shí)的中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，若擋板寬度太大，導(dǎo)致測量瞬時(shí)速度偏小，由此可知所測加速度的變化情況．

解答 解：（1）小車運(yùn)動(dòng)到B時(shí)的速度為：$v=\fraca0uewqo{△t}$
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式：${{v}_{t}}^{2}-{{v}_{0}}^{2}=2ax$得：v²=2aL
解得：a=$\frac{wmqaqga^{2}}{2L（△t）^{2}}$
（2）A、探究“小車的加速度與外力關(guān)系”時(shí)，只要保持小車質(zhì)量不變即可，沒有必要測量其質(zhì)量，故A錯(cuò)誤；
B、本題直接從力傳感器上讀出繩子拉力的大小，不需要測量鉤碼質(zhì)量，故B正確；
C、要使繩子的拉力等于小車受到的合外力，則要使細(xì)線與軌道平行，故C正確；
D、因?yàn)橹�前已有�?jì)算公式L已經(jīng)列入其中，改變L會(huì)讓a改變，所以每次測量要保持小車從同一點(diǎn)靜止出發(fā)，要有相同的初速度．故D錯(cuò)誤；
故選：BC．
（3）由a=$\frac{a0g0sic^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$知，若實(shí)驗(yàn)中使用的擋光片寬度較寬，其他條件不變，測出的小車加速度比真實(shí)值偏大．
故答案為：（1）$\frac{ek4gskg^{2}}{2L{（△t）}^{2}}$；（2）BC；（3）偏大

點(diǎn)評 本實(shí)驗(yàn)與教材中的實(shí)驗(yàn)有所不同，但是根據(jù)所學(xué)物理知識，明確了實(shí)驗(yàn)原理，即可正確解答，特別主要本題直接從力傳感器上讀出繩子拉力的大小，不需要用鉤碼的重力代替繩子的拉力．