Question

光電計時器是一種研究物體運(yùn)動情況的常見儀器．當(dāng)有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用如圖甲所示裝置探究物體的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，測得其寬度為d，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t₁和t₂．

（1）在研究實驗前，讓小車不掛沙桶，在P端適當(dāng)墊一小木塊，讓小車自由滑下，如果發(fā)現(xiàn)                ，即可判斷小車近似做勻速直線運(yùn)動，即平衡了摩擦力，也就是后面進(jìn)行驗證實驗時，小車所受的合外力F就等于                ；

（2）該實驗中，在改變小車的質(zhì)量M或沙桶的總質(zhì)量m時，保持M >>m，這樣做的目的是                                 ；

（3）為了計算出小車的加速度，除了測量d、t₁和t₂之外，還需要測量           ，若上述測量的物理量用x表示，則用這些物理量計算加速度的表達(dá)式為a =            。

 

Answer 1

【答案】

（1）t₁和t₂在誤差的范圍內(nèi)近似相等       繩的拉力

（2）繩的拉力近似等于沙桶的總重力mg

（3）兩光電門之間的距離     

【解析】

試題分析：（1）如果小車勻速直線運(yùn)動，通過兩個寬度都是的光電門速度相等，因此時間相等。平衡后出去拉力外即合外力為0，因此后面驗證時合外力就只剩下了拉力。

（2）該實驗中，小車和沙桶一起運(yùn)動，繩子拉力，若則有

（3）根據(jù)光電門的寬度d和通過光電門的時間t₁和t₂可以計算通過兩個光電門的速度和，根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得，只需要測出兩個光電門之間的距離即可。

考點(diǎn)：光電門測速度以及勻變速直線運(yùn)動規(guī)律