Question

6．某同學(xué)利用如圖1所示的裝置探究“小車(chē)的加速度與所受合外力的關(guān)系”，具體實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．按照?qǐng)D示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置，掛上沙桶（含少量沙子）；
B．調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)后，使小車(chē)沿長(zhǎng)木板向下運(yùn)動(dòng)，且通過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等；
C．取下細(xì)線和沙桶，測(cè)量沙子和桶的總質(zhì)量為m，并記下；
D．保持長(zhǎng)木板的傾角不變，不掛沙桶，將小車(chē)置于靠近滑輪的位置，由靜止釋放小車(chē)，記錄小車(chē)先后通過(guò)光電門(mén)甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間；
E．重新掛上細(xì)繩和沙桶，改變沙桶中沙子的質(zhì)量，重復(fù)B、C、D步驟．
（1）若沙桶和沙子的總質(zhì)量為m，小車(chē)的質(zhì)量為M，重力加速度為g，則步驟D中小車(chē)加速下滑時(shí)所受合力大小為mg；（忽略空氣阻力）
（2）如圖2所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得小車(chē)上遮光板的寬度為8.65mm；
（3）若遮光板的寬度為d，光電門(mén)甲、乙之間的距離為l，通過(guò)光電門(mén)甲和乙時(shí)顯示的時(shí)間分別為t₁、t₂，則小車(chē)的加速度a=$\frac{（\fraclsbblpu{{t}^{2}}）^{2}-（\fracxyhmvcj{{t}_{1}}）^{2}}{2l}$；
（4）有關(guān)本實(shí)驗(yàn)的說(shuō)法正確的是A．
A．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須等于小車(chē)的質(zhì)量
B．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須大于小車(chē)的質(zhì)量
C．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量
D．沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)大于小車(chē)的質(zhì)量．

Answer 1

分析 （1）探究“小車(chē)的加速度與所受合外力的關(guān)系”中小車(chē)所受的合外力等于沙桶和沙子的總重力；
（2）先讀主尺，再讀副尺，相加得最終結(jié)果；
（3）依據(jù)$2as={v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$可計(jì)算加速度；
（4）用沙和沙桶的總質(zhì)量表示小車(chē)受到的拉力，必必須滿足沙桶和沙子的總質(zhì)量必須遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

解答 解：
（1）探究“小車(chē)的加速度與所受合外力的關(guān)系”中小車(chē)所受的合外力等于沙桶和沙子的總重力，則步驟D中小車(chē)加速下滑時(shí)所受合力大小為mg．
（2）主尺讀數(shù)為8mm，副尺第13刻度和主尺對(duì)齊，故副尺讀數(shù)為：13×0.05mm=0.65mm，故小車(chē)上遮光板的寬度為8.65mm；
（3）小車(chē)的速度等于遮光板的寬度除以所有的時(shí)間，依據(jù)$2as={v}^{2}-{{v}_{0}}^{2}$可得加速度為：
$a=\frac{{（\fracbdipaip{{t}^{2}}）}^{2}-{（\fracelxelsw{{t}_{1}}）}^{2}}{2l}$，
（4）由題意可知，掛小繩的情況是勻速，因?yàn)橥ㄟ^(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等；
若不掛小繩的情況是勻加速，由小車(chē)的自身重力與支持力提供加速度，故A正確，BCD錯(cuò)誤，
故選：A．
故答案為：
（1）mg；                                              
（2）8.65；                                             
（3）$\frac{{（\fracqwwkjww{{t}^{2}}）}^{2}-{（\fracwhqvcho{{t}_{1}}）}^{2}}{2l}$；
（4）A．

點(diǎn)評(píng) 該題重點(diǎn)是要知道通過(guò)光電門(mén)甲和乙時(shí)可以認(rèn)為速度是不變的，以此才能來(lái)表示小車(chē)的加速度．