Question

6．如圖甲所示是某同學(xué)用水平氣墊導(dǎo)軌探究“加速度與力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，他將光電門固定在導(dǎo)軌上的B點(diǎn)，吊盤（含金屬片）通過細(xì)線與滑塊相連，滑塊上固定一遮光條并放有若干金屬片，實(shí)驗(yàn)中每次滑塊都從導(dǎo)軌上的同一位置A由靜止釋放．

（1）用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d（沿滑塊運(yùn)動(dòng)方向的長度）如圖乙所示，則d=11.70mm；用螺旋測微器測量遮光條的厚h如圖丙所示，則h=4.225mm．若光電計(jì)時(shí)器記錄遮光條通過光電門的時(shí)間為△t，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度v=$\frac4ua27jp{△t}$（用所測物理量的符號表示）．
（2）若滑塊（含遮光條和金屬片）和吊盤（含金屬片）組成的系統(tǒng)的總質(zhì)量為M，吊盤及其中的金屬片的質(zhì)量為m，則滑塊從 A 處釋放后系統(tǒng)的加速度大小為a=$\frac{mg}{M}$．（已知重力加速度為 g）
（3）現(xiàn)保持系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，通過增減吊盤和滑塊中的金屬片改變m，測出多組m、v數(shù)據(jù)，在坐標(biāo)紙上以m為橫軸，以v²為縱軸描點(diǎn)作出圖象，若圖線是一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，則系統(tǒng)的加速度大小與所受合力大小成正比．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，螺旋測微器的讀數(shù)等于固定刻度讀數(shù)加上可動(dòng)刻度讀數(shù)，需估讀．根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度求出滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小．
（2）根據(jù)牛頓第二定律求出系統(tǒng)的加速度大�。�
（3）研究系統(tǒng)的加速度與合力的關(guān)系，結(jié)合速度位移公式得出速度與加速度的關(guān)系，根據(jù)合力與m的關(guān)系，確定以什么軸為縱軸．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×14mm=0.70mm，則d=11.70mm，
螺旋測微器的固定刻度讀數(shù)為4mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×22.5mm=0.225mm，則h=4.225mm．
根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度知，滑塊經(jīng)過光電門的速度v=$\frackntvxjp{△t}$．
（2）對系統(tǒng)研究，系統(tǒng)所受的合力為mg，根據(jù)牛頓第二定律得，系統(tǒng)的加速度大小a=$\frac{mg}{M}$．
（3）現(xiàn)保持系統(tǒng)的總質(zhì)量不變，通過增減吊盤和滑塊中的金屬片，改變系統(tǒng)的合力，若a與合力成正比，則a與m成正比，根據(jù)v²=2ax知，v²與a成正比，所以若以v²為縱軸，m為橫軸，圖線為一條過坐標(biāo)原點(diǎn)的直線，則系統(tǒng)的加速度大小與所受合力大小成正比．
故答案為：（1）11.70，4.225，$\frac7dc2bji{△t}$，（2）$\frac{mg}{M}$，（3）增減吊盤和滑塊中的金屬片，v²．

點(diǎn)評 解決本題的關(guān)鍵知道該實(shí)驗(yàn)研究的對象是系統(tǒng)，保證系統(tǒng)質(zhì)量不變，改變合力，可探究加速度和合力的關(guān)系．掌握游標(biāo)卡尺和螺旋測微器的讀數(shù)方法．