Question

20．如圖為利用氣墊導軌上的光電門探究滑塊加速度與外力關系的實驗裝置．已知滑塊上的遮光條A的寬度為d（寬度極小），滑塊由靜止出發(fā)到光電門B的距離為l，經過B時光電計時器記錄下滑塊上遮光條通過的時間為t．
（1）滑塊通過光電門時的瞬時速度v=$\fracfjvf9r1{t}$，滑塊的加速度a=$\frac{9pz5dvp^{2}}{2l{t}^{2}}$．
（2）換用不同鉤碼，利用力傳感器測出多組不同拉力F對應的△t，利用圖象法處理獲得的數據，若以拉力F為縱坐標，則應以$\frac{1}{（△t）^{2}}$為橫坐標，才能最直觀地得出加速度與合外力的正比關系．

Answer 1

分析 利用遮光條A通過光電門的平均速度來代替瞬時速度，由此可以求出滑塊通過光電門時的瞬時速度；
根據初速度為0的勻變速直線運動速度與位移關系v²=2ax，從而即可求得滑塊的加速度的大��；
由牛頓第二定律，結合加速度表達式及圖象知識，即可求解．

解答 解：（1）極短時間內的平均速度表示瞬時速度，
則滑塊經過光電門時的速度表達式為：$v=\frac9dr5xpn{t}$；
根據勻變速直線運動速度與位移關系得：v²=2al
解得：a=$\frac{dft5pvj^{2}}{2l{t}^{2}}$；
（2）由牛頓第二定律，則有：F=ma=$m\frac{tzl5jdz^{2}}{2l（△t）^{2}}$
若以拉力F為縱坐標，則應該以$\frac{1}{（△t）^{2}}$為橫坐標時，才能最直觀地得出加速度與合外力的正比關系．
故答案為：（1）$\fracxzjtbfx{t}$；  $\frac{rtbhp1l^{2}}{2l{t}^{2}}$；   （2）$\frac{1}{（△t）^{2}}$

點評 本題考查通過平均速度求瞬時速度的方法，掌握勻變速直線運動速度與位移關系求加速度的應用，理解牛頓第二定律與運動學公式的應用．