Question

6．某學(xué)習(xí)小組利用力傳感器和氣墊導(dǎo)軌、光電門(mén)驗(yàn)證牛頓第二定律．如圖所示為該學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置．他們?cè)跉鈮|導(dǎo)軌上安裝了一個(gè)光電門(mén)B，滑塊上固定一很窄的遮光條，滑塊用細(xì)線繞過(guò)氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連，力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．
（1）該小組用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d，并測(cè)得遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，則滑塊通過(guò)光電門(mén)B的瞬時(shí)速度為v=$\fracymppqwk{t}$；若測(cè)得A、B間的距離為L(zhǎng)，則滑塊的加速度為a=$\frac{68wfomp^{2}}{2L{t}^{2}}$．
（2）下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是A（填選項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）
A．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌右側(cè)墊高些，以平衡摩擦力
B．應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些
C．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平
D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)保持滑塊的質(zhì)量M和A、B間的距離L不變，改變鉤碼的質(zhì)量m，測(cè)出對(duì)應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間t，通過(guò)描點(diǎn)做出線性圖象，研究滑塊的加速度與合外力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出如下圖象正確的是C．
A．作出t-F圖象     B．作出t²-F圖象
C．作出t²-$\frac{1}{F}$圖象   D．作出$\frac{1}{t}$-$\sqrt{F}$圖象 
E．作出$\frac{1}{t}$-F圖象．

Answer 1

分析 滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．根據(jù)運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求解加速度a．應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，保持拉線方向與木板平面平行，這樣拉力才等于合力，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合運(yùn)動(dòng)學(xué)基本公式求出F和t的關(guān)系式，從而選擇作什么圖象．

解答 解：（1）滑塊通過(guò)光電門(mén)B的瞬時(shí)速度為v=$\frac9nuside{t}$，
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)，速度位移公式得：a=$\frac{{v}^{2}}{2L}=\frac{40wgvhx^{2}}{2L{t}^{2}}$，
（2）A、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，保持拉線方向與木板平面平行，這樣拉力才等于合力，故A錯(cuò)誤，CD正確；
B、應(yīng)使A位置與光電門(mén)間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B正確；
本題選不必要的
故選：A．
（3）根據(jù)牛頓第二定律得a=$\frac{F}{M}$，
那么$\frac{aik8cge^{2}}{{t}^{2}}=2\frac{F}{M}L$
所以研究滑塊的加速度與力的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出$\frac{1}{{t}^{2}}-F$圖象或作出t²-$\frac{1}{F}$圖象．
故選：C
故答案為：（1）$\fracpoln9vo{t}$；$\frac{5tddx7v^{2}}{2L{t}^{2}}$；（2）A；（3）C

點(diǎn)評(píng) 處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)，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．