Question

8．如圖所示是某同學(xué)探究加速度與力的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置．他在氣墊導(dǎo)軌上安裝了一個光電門B，在滑塊上固定一遮光條，滑塊用細(xì)線繞過氣墊導(dǎo)軌左端的定滑輪與力傳感器相連（力傳感器可測得細(xì)線上的拉力大�。�，力傳感器下方懸掛鉤碼，每次滑塊都從A處由靜止釋放．該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d．

（1）下列不必要的一項(xiàng)實(shí)驗(yàn)要求是D；
A．將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平              B．使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些
C．使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行            D．使滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量
（2）實(shí)驗(yàn)時，將滑塊從A位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時器讀出遮光條通過光電門B的時間t，測量出滑塊在A位置時遮光條到光電門的距離x，則滑塊的加速度a=$\frac{lfbhbnj^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
（3）為探究滑塊的加速度與力的關(guān)系，改變鉤碼質(zhì)量．測出對應(yīng)的力傳感器的示數(shù)F和遮光條通過光電門的時間t，通過描點(diǎn)要作出它們的線性關(guān)系圖象，處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應(yīng)為D．
A．t            B．t²            C．$\frac{1}{t}$            D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）從實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)誤差角度分析操作的步驟；
（2）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度，根據(jù)運(yùn)動學(xué)公式解答．
（3）根據(jù)牛頓第二定律分析即可．

解答 解：（1）A、應(yīng)將氣墊導(dǎo)軌調(diào)節(jié)水平，使拉力才等于合力，故A是必要的；
B、應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，有利于減小誤差，故B是必要的；
C、要保持拉線方向與木板平面平行，拉力才等于合力，故C是必要的；
D、拉力是直接通過傳感器測量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)，故D是不必要的；
本題選不必要的，故選：D．
（2）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動位移速度公式得：v²=2ax，而v=$\frac7tvztn7{t}$，
解得：a=$\frac{lrl7xb7^{2}}{2x{t}^{2}}$，
（3）根據(jù)牛頓第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，
解得：F=$\frac{{Md}^{2}}{2x}•\frac{1}{{t}^{2}}$，所以處理數(shù)據(jù)時縱軸為F，橫軸應(yīng)為$\frac{1}{{t}^{2}}$，故D正確．
故選：D
故答案為：（1）D；（2）$\frac{ldz9lvh^{2}}{2x{t}^{2}}$；（3）D．

點(diǎn)評 處理實(shí)驗(yàn)時一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項(xiàng)，知道滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．