Question

13．如圖甲所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上B處安裝了一個(gè)光電門，滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)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(xué)用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d=2.25mm．
（2）下列實(shí)驗(yàn)要求不必要的是A（填選項(xiàng)前字母）．
A．應(yīng)使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
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）改變鉤碼的質(zhì)量，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}-F$圖象（填“t-F”“t²-F”“$\frac{1}{t}$-F”或“$\frac{1}{{t}^{2}}$-F”），若增大滑塊的質(zhì)量，則該圖象的斜率將減�。ㄌ睢霸龃蟆薄皽p小”或“不變”），若增大滑塊釋放處到光電門的距離，則該圖象的斜率將增大（填“增大”“減小”或“不變”）．

Answer 1

分析 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．
滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門的平均速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式解答．
用細(xì)線拉力表示合力，要考慮摩擦力的影響．

解答 解：（1）由圖知第6條刻度線與主尺對(duì)齊，d=2mm+5×0.05mm=2.25mm；
（2）A、拉力是直接通過(guò)傳感器測(cè)量的，故與滑塊質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)，故A不必要；
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必要；
C、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力才等于合力，故C必要；
D、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故D必要；
故選：A．
（3）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量M不變，因此有：v²=2aL，
則有v=$\fracrqpoii5{t}$，且牛頓第二定律為a=$\frac{F}{M}$
那么$\frac{vem5oud_{\;}^{2}}{{t}_{\;}^{2}}$=2$\frac{F}{M}$L，即$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}=\frac{2L}{M5x1uixs_{\;}^{2}}F$，斜率為$k=\frac{2L}{Muw5vder_{\;}^{2}}$，增大滑塊的質(zhì)量，圖象的斜率將減�。辉龃蠡瑝K釋放處到光電門的距離，則該圖象的斜率將增大
所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出$\frac{1}{{t}_{\;}^{2}}$-F圖象．
故答案為：（1）2.25mm；（2）A；（3）$\frac{1}{{t}^{2}}$-F；減小；增大．

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．