Question

某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的氣墊導(dǎo)軌裝置來(lái)探究合力一定時(shí)，物體的加速度與質(zhì)量之間的關(guān)系．

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)光電門(mén)遮光條的寬度d，圖甲中游標(biāo)卡尺讀數(shù)為

 

cm．
（2）做實(shí)驗(yàn)時(shí)，將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器（圖中未畫(huà)出）可讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)1、2的時(shí)間分別為△t₁、△t₂；用刻度尺測(cè)得兩個(gè)光電門(mén)中心之間的距 離x，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條寬度d．則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度表達(dá)式v₁=

 

；滑塊加速度的表達(dá)式a=

 

．（以上表達(dá)式均用已知字母表示）
（3）為了保持滑塊所受的合力不變，可改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端高度h（見(jiàn)圖）．關(guān)于“改變滑塊質(zhì)量M和氣墊導(dǎo)軌右端的高度h”的正確操作方法是

 

A．M增大時(shí)，h增大，以保持二者乘積增大
B．M增大時(shí)，h減小，以保持二者乘積不變
C．M減小時(shí)，h增大，以保持二者乘積不變
D．M減小時(shí)，h減小，以保持二者乘積減小
（4）如果實(shí)驗(yàn)想通過(guò)圖象法進(jìn)一步確認(rèn)在合外力不變的情況下，物體運(yùn)動(dòng)的加速度跟物體的質(zhì)量成反比，需建立

 

（選填“a-m”或“a=

1

m

”）坐標(biāo)系．

Answer 1

分析：知道游標(biāo)卡尺讀數(shù)由主尺和游標(biāo)尺兩部分組成；知道光電門(mén)測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理是用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度．
根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出加速度．表示出滑塊的合力，根據(jù)表達(dá)式判斷；
在探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)，

1

m

為橫坐標(biāo)作圖象，畫(huà)出一條傾斜的直線(xiàn)，這樣就能直觀地看出其關(guān)系．

解答：解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)由主尺1cm和游標(biāo)尺：10×

1

20

mm=0.5mm=0.05cm兩部分組成．所以讀數(shù)為1+0.05=1.05cm．
（2）光電門(mén)測(cè)量滑塊瞬時(shí)速度的原理是用極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度，
故滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度表達(dá)式：v₁=

d

△t1

，
經(jīng)過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度表達(dá)式：v₂₌

d

△t2

，
加速度a=

v 2 2 - v 2 1

2x

=

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

（3）滑塊的合力F_合=Mg

h

x

，為了保持滑塊所受的合力不變，
所以M和h 不能同時(shí)增大或減小．故選：BC．
（4）探究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時(shí)，分別以a為縱坐標(biāo)，

1

m

為橫坐標(biāo)作圖象，畫(huà)出一條傾斜的直線(xiàn)，這樣就能直觀地看出其關(guān)系
故答案為：（1）1.05，（2）

d

△t1

，

( d △t2 )2-( d △t1 )2

2x

；（3）BC；（4）a-

1

m

點(diǎn)評(píng)：解決本題關(guān)鍵要知道用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬間速度，并能夠用力學(xué)知識(shí)找出M和h的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)步驟，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理都與實(shí)驗(yàn)原理有關(guān)，故要加強(qiáng)對(duì)實(shí)驗(yàn)原理的學(xué)習(xí)和掌握．