Question

13．如圖甲所示的裝置由氣墊導(dǎo)軌、兩個(gè)光電門(mén)、滑塊和沙桶等組成．光電門(mén)可以測(cè)出滑塊分別通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間△t₁和△t₂，導(dǎo)軌標(biāo)尺可以測(cè)出兩個(gè)光電門(mén)間的距離L，游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光片的寬度d，另用天平測(cè)出滑塊和沙與沙桶的質(zhì)量分別為M和m，回答下列問(wèn)題：

①測(cè)量d時(shí)，某次游標(biāo)卡尺（主尺的最小分度為1mm）的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為11.30 mm．
②若用該裝置來(lái)驗(yàn)證牛頓第二定律，以下說(shuō)法不正確的是A．
A．該裝置可以不平衡摩擦力也不需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
B．如果氣墊導(dǎo)軌水平則輕推滑塊勻速滑動(dòng)時(shí)，通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間△t₁和△t₂必相等
C．實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次在同一條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)取擋光片通過(guò)兩光電門(mén)時(shí)間的平均值以減小偶然誤差
③若用此裝置中滑塊受到線的拉力即合外力F 可用M、m、L和時(shí)間△t₁和△t₂表示為F=$M\frac{{（\frac9e9nibi{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracayldozr{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$．
④通過(guò)計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)滑塊受到的線的拉力F與沙和沙桶的重力不相等且相差較大，是因?yàn)椴粷M足M＞＞m．

Answer 1

分析 掌握游標(biāo)卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度求出滑塊先后通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，再根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)位移速度公式求出加速度，再結(jié)合牛頓第二定律求出F，只有當(dāng)M＞＞m時(shí)，才可以用沙和沙桶的重力來(lái)代替滑塊受到的線的拉力F．

解答 解：①游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)尺上第6個(gè)刻度和主尺上某一刻度對(duì)齊，所以游標(biāo)讀數(shù)為6×0.05mm=0.30mm，所以最終讀數(shù)為：11mm+0.30mm=11.30mm．
②A、該裝置可以不平衡摩擦力，但需要將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，故A錯(cuò)誤；
B、如果氣墊導(dǎo)軌水平則輕推滑塊勻速滑動(dòng)時(shí)，則速度相等，所以通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間△t₁和△t₂必相等，故B正確；
C、實(shí)驗(yàn)時(shí)，多次在同一條件下重復(fù)實(shí)驗(yàn)取擋光片通過(guò)兩光電門(mén)時(shí)間的平均值以減小偶然誤差，故C正確．
本題選錯(cuò)誤的
故選：A
③滑塊通過(guò)兩光電門(mén)的瞬時(shí)速度分別為v₁=$\frac9x5pacd{△{t}_{1}}$，v₂=$\frac4zqlsdo{△{t}_{2}}$，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度位移公式得：a=$\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2L}$=$\frac{{（\fraclfhh9aq{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\fracrevf4ob{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$，
根據(jù)牛頓第二定律得：F=Ma=$M\frac{{（\frac44nxj9c{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac9l5azzr{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$，
④只有當(dāng)M＞＞m時(shí)，才可以用沙和沙桶的重力來(lái)代替滑塊受到的線的拉力F，所以通過(guò)計(jì)算比較發(fā)現(xiàn)滑塊受到的線的拉力F與沙和沙桶的重力不相等且相差較大，是因?yàn)椴粷M足M＞＞m．
故答案為：①11.30；②A；③$M\frac{{（\fracacnfkon{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frachxql4nb{△{t}_{1}}）}^{2}}{2L}$；④不滿足M＞＞m

點(diǎn)評(píng) 掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，知道用重物重力表示小車(chē)所受合力的處理方法，知道極短時(shí)間內(nèi)的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，難度適中．