Question

圖示是某同學用來探究“小車的加速度與外力關系”的實驗裝置．將光電門固定在軌道上的某點B，用一個鉤碼通過滑輪拉動小車，使小車從A點由靜止開始運動，測出小車上擋光板通過光電門的時間△t．（1）若擋光板的寬度為d，AB間距離為l，則小車的加速度α=

 

．
（2）該同學用不同重力的鉤碼拉小車，測出對應不同外力時的△t，然后經(jīng)過數(shù)據(jù)分析，分析F與△t的關系，從而得出了加速度與外力F成正比的結論．在該實驗中，下列哪些項是必須做到的

 

（多選）
A．確保鉤碼的質量要與小車的質量差不多
B．每次改變鉤碼，需要測量其質量（或重力）
C．開始前首先要測量小車的質量
D．需要測出AB間的距離
E．每次測量要保持小車從同一點靜止出發(fā)
F．不論軌道光滑與否，軌道一定要保持水平．

Answer 1

分析：（1）遮光條通過光電門的速度可以用平均速度代替故v=

d

t

，再根據(jù)v²=2al即可求出物體的加速度a．
（2）根據(jù)實驗原理可知，實驗時要平衡摩擦力，當滿足M＞＞m時鉤碼的重力才可看作小車的合外力，實驗時需要測量鉤碼的質量，由（1）知：計算加速度時，通過勻加速運動位移時間公式求解，若小車從同一點靜止出發(fā)，則加速度與時間的平方成反比，所以不需要測量AB間的距離．

解答：解：（1）由題意知物體通過光電門的時間為△t，則物體通過光電門的速度為v=

d

△t

，
設物體的加速度為a，則有v²=2al，
所以a=

υ2

2l

=

( d △t )2

2l

=

d2

2l

?

1

△t2

（2）A、當滿足M＞＞m時鉤碼的重力才可看作小車的合外力，實驗時需要測量鉤碼的質量，故A錯誤，B正確；
C、小車的質量固定不變，研究加速度與外力F關系時，不需要測量小車質量，故C錯誤；
D、由（1）知：計算加速度時，通過勻加速運動位移時間公式求解，若小車從同一點靜止出發(fā)，則加速度與時間的平方成反比，所以不需要測量AB間的距離，故D錯誤，E正確；
F、根據(jù)實驗原理可知，實驗時要平衡摩擦力，所以軌道不光滑時，要適當墊高不帶定滑輪的一端，以平衡摩擦力，故F錯誤．
故選BE
故答案為：（1）

d2

2l

?

1

△t2

；（2）BE

點評：本實驗與教材中的實驗有所不同，但是根據(jù)所學物理知識，明確了實驗原理，即可正確解答．