Question

15．某探究實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的氣墊導(dǎo)軌實(shí)驗(yàn)裝置來探究：當(dāng)合外力一定時，物體運(yùn)動的加速度與其質(zhì)量之間的關(guān)系．

①由圖甲中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離s=24cm，由圖乙中游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=0.52cm．該實(shí)驗(yàn)小組在做實(shí)驗(yàn)時，將滑塊從圖甲所示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器可以讀出遮光條通過光電門a的時間△t₁，遮光條通過光電門b的時間△t₂，則滑塊經(jīng)過光電門a時的瞬時速度的表達(dá)式v₁=$\fraclpm9elx{△{t}_{1}}$，滑塊經(jīng)過光電門b時的瞬時速度的表達(dá)式v₂=$\frachkr86yk{△{t}_{2}}$，則滑塊的加速度的表達(dá)式a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$．（以上表達(dá)式均用字母表示）

②某同學(xué)用質(zhì)量為200g滑動塊做實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)在吊掛之處逐次增加一個質(zhì)量為50g的砝碼，細(xì)繩質(zhì)量可忽略，則下列曲線何者最適合描述滑塊加速度隨著吊掛砝碼個數(shù)的變化D．

Answer 1

分析 知道光電門測量滑塊瞬時速度的原理．
根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式求出加速度．
了解不同的測量工具的精確度和讀數(shù)方法．

解答 解：①游標(biāo)卡尺的讀數(shù)由主尺和游標(biāo)尺兩部分組成．讀數(shù)為0.52cm．
滑塊經(jīng)過光電門1時的速度表達(dá)式為：v₁=$\fracqdmjweq{△{t}_{1}}$
經(jīng)過光電門2時的速度表達(dá)式為：v₂=$\fracdczxps6{△{t}_{2}}$
則加速度為：a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$
②根據(jù)牛頓第二定律得：
對m：mg-F_拉=ma
對M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{M+m}$
所以小車加速度為：a=$\frac{mg}{m+M}$=$\frac{g}{1+\frac{M}{m}}$
每次實(shí)驗(yàn)在吊掛之處逐次增加一個質(zhì)量為50g的砝碼，即m增大，所以描述小車加速度隨著吊掛砝碼個數(shù)的變化最為適合是D，
故答案為：①0.52，$\fracy646r9x{△{t}_{1}}$，$\fracgqiwjgz{△{t}_{2}}$，$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$；②D．

點(diǎn)評 對游標(biāo)卡尺讀數(shù)時要注意先確定游標(biāo)尺的精度，主尺與游標(biāo)尺的示數(shù)之和是物體的長度，注意游標(biāo)卡尺不需要估讀道用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬間速度．
能夠用力學(xué)知識找出M和h的關(guān)系．