Question

15．在DIS中，光電門測量的是運(yùn)動物體擋光時(shí)間內(nèi)的平均速度，因?yàn)閾豕馄�較窄，所以可看作測量的是瞬時(shí)速度．為了測量勻變速直線運(yùn)動小車的加速度，將寬度均為b的擋光片A、B固定在小車上，如圖甲所示．
（1）當(dāng)小車勻變速經(jīng)過光電門時(shí)，測得A、B先后擋光的時(shí)間分別為△t₁和△t₂，A、B開始擋光時(shí)刻的間隔為t，則小車的加速度a=$\frac{t}（\frac{1}{△{t}_{2}}-\frac{1}{△{t}_{1}}）$．
（2）某同學(xué)利用DIS（由加速度傳感器、數(shù)據(jù)采集器、計(jì)算機(jī)組成）驗(yàn)證牛頓第二定律實(shí)驗(yàn)裝置如圖乙所示．
①用游標(biāo)卡尺測出擋光片的寬度，由丙圖可讀出擋光片的寬度b=1.015cm．
②按乙圖中所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，測出不同合外力情況下的小車的加速度，記錄多組數(shù)據(jù)如下表，根據(jù)表中的數(shù)據(jù)畫出a-F的關(guān)系圖象．

次數(shù)	1	2	3	4	5
合外力	0.10	0.20	0.29	0.39	0.49
加速度a（m/s2）	0.88	1.44	1.48	2.38	2.89

③觀察如圖丁圖線不是（選填“是”或“不是”）過坐標(biāo)原點(diǎn)．造成此結(jié)果的主要原因是B（選正確答案標(biāo)號）．
A．所用小車質(zhì)量太大
B．計(jì)算合外力F時(shí)沒有計(jì)入砝碼盤的重力
C．導(dǎo)軌保持了水平狀態(tài)
D．所掛鉤碼質(zhì)量過大．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)減去游標(biāo)刻線讀數(shù)，不需估讀；
（2）根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出小車通過A、B的瞬時(shí)速度，結(jié)合速度時(shí)間公式求出小車的加速度．由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，通過對小車受力分析即可求解．

解答 解：（1）小車通過A點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{A}=\frac{△{t}_{1}}$，通過B點(diǎn)的瞬時(shí)速度${v}_{B}=\frac{△{t}_{2}}$，則小車的加速度a=$\frac{t}（\frac{1}{△{t}_{2}}-\frac{1}{△{t}_{1}}）$
（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為13mm，游標(biāo)讀數(shù)為3×0.95mm=2.85mm，則最終讀數(shù)為b=13mm-2.85mm=10.15mm=1.015cm；
（3）由圖象可知，當(dāng)外力為零時(shí)，物體有加速度，沒有過原點(diǎn)，這說明在計(jì)算小車所受的合外力時(shí)未計(jì)入砝碼盤的重力，故B正確．
故答案為：（1）$\frac{t}（\frac{1}{△{t}_{2}}-\frac{1}{△{t}_{1}}）$；（2）①1.015，②如圖所示，③不是，B．

點(diǎn)評 本題考查“探究加速度與物體受力的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，知道實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)，并能根據(jù)函數(shù)關(guān)系分析圖象的性質(zhì)．