Question

5．某個同學分別做“探究加速度與力、質量關系”的實驗．如圖甲所示是該同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）若用游標卡尺測出光電門遮光條的寬度d如圖乙所示，則d=cm；實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則小車經過光電門時的速度（用題中的字母表示）為$\fracp9vv5xb5{△t}$．
（2）測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門的時間△t，并算出相應小車經過光電門時的速度v，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關系．處理數據時應作出v²-m（選填“v-m”或“v²-m”）圖象（不計水平軌道對小車的阻力，保證每次實驗時小車質量比重物質量大許多）．

Answer 1

分析 （1）游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v²=2as=$\frac{2gs}{M}$m，可知畫出v²-m圖象可以直觀的得出結論．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數為10mm，游標讀數為0.05×10mm=0.50mm，
所以最終讀數為：10mm+0.50mm=10.50mm=1.050cm；
數字計時器記錄通過光電門的時間，由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度，
用該平均速度代替物體的瞬時速度，故在遮光條經過光電門時滑塊的瞬間速度為：v=$\fracp9vv5xb5{△t}$
（2）每次小車都從同一位置A由靜止釋放，測出小車上遮光條通過光電門時的速度v，在小車質量M遠遠大于重物的質量m時，小車所受拉力可認為等于mg，
由v²=2as，mg=Ma可得v²=$\frac{2gs}{M}$m，即v²與m成正比，
因此處理數據時應作出v²-m圖象．
故答案為：（1）1.050，$\fracp9vv5xb5{△t}$；（2）v²-m．

點評 常用儀器的讀數要掌握，這是物理實驗的基礎．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．