Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗(yàn)證“牛頓第二定律”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖甲所示的裝置，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定有力傳感器和檔光片，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力，傳感器示數(shù)為傳感器右端細(xì)線對(duì)它的拉力。（圖中未畫出）

（1）該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力 （填“等于”或“不等于”）力傳感器（質(zhì)量不計(jì)）的示數(shù)，該實(shí)驗(yàn) （填“需要”或“不需要”）滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。

（2）實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光片的寬度d，如圖乙所示， 。若實(shí)驗(yàn)中沒有現(xiàn)成的擋光片，某同學(xué)用一寬度為的金屬片替代，這種做法 （填“合理”或“不合理”）。

（3）實(shí)驗(yàn)獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車和擋光片的總質(zhì)量M，擋光片的寬度d，光電門1和2的中心距離s。某次實(shí)驗(yàn)過程測(cè)量的數(shù)據(jù)：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時(shí)間分別為、（小車通過廣電門2后，砝碼盤才落地），則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的式子是 。

Answer 1

【答案】（1）等于；不需要；（2）7.35；不合理；（3）

【解析】試題分析：（1）由于裝有力傳感器，小車所受拉力大小可以從傳感器讀取，故本實(shí)驗(yàn)不需要滿足砝碼和盤總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車總質(zhì)量，且由于實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)通過傾斜滑板平衡摩擦力，故小車所受到的合力等于傳感器受到的拉力；

（2）由圖示游標(biāo)卡尺可知，擋光板的寬度：．實(shí)驗(yàn)時(shí)把小車經(jīng)過擋光片時(shí)的平均速度作為小車的瞬時(shí)速度，擋光片的寬度越窄，小車經(jīng)過擋光片時(shí)的平均速度越接近小車的瞬時(shí)速度，擋光片的寬度越大，小車的速度誤差越大，不能用的金屬片替代擋光片。

（3）由于光電門的寬度很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度，滑塊通過光電門1速度為：，滑塊通過光電門2速度為：，根據(jù)功能關(guān)系需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：，即：。