Question

15．某同學(xué)在研究加速度與質(zhì)量的關(guān)系時，設(shè)計了如圖所示的實驗裝置，其中細(xì)繩下的重物的質(zhì)量用m表示，小車和車上的配重總質(zhì)量用M表示，兩個光電門可以記錄遮光條經(jīng)過光電門的遮光時間t₁和t₂，只要測量出兩光電門之間的距離和遮光條的寬度便可以計算出小車的加速度．

（1）實驗中該同學(xué)用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度，結(jié)果如圖乙所示，讀數(shù)為4.20mm．
（2）該同學(xué)在完全平衡摩擦力以后，多次改變M的值，記錄了多組數(shù)據(jù)，以小車的加速度為縱軸，以相關(guān)的質(zhì)量為橫軸，作出下列圖象丙，其中符合實驗事實的是AD．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，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）根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗原理結(jié)合圖象特點即可正確回答．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標(biāo)第4刻度與上邊對齊，讀數(shù)為0.05×4mm=0.20mm，
所以最終讀數(shù)為：4mm+0.20mm=4.20mm
（2）A、該實驗中，為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板D的左端適當(dāng)墊高，以使小車的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小車受到的合力就是繩子的拉力．
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=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
所以當(dāng)M＞＞m時，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力時：a=$\frac{mg}{m+M}$，可知以M+m為橫坐標(biāo)，a的圖線是過坐標(biāo)原點的直線．故A正確，B錯誤；
C、當(dāng)M＞＞m時，即當(dāng)重物重力要遠(yuǎn)小于小車的重力，繩子的拉力近似等于重物的總重力，則加速度a近似等于$\frac{mg}{M}$，a的圖線是過坐標(biāo)原點的圖線；
若m繼續(xù)增大，則a=$\frac{1}{M}•\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$可知a-$\frac{1}{M}$的圖線將向下彎曲．故C錯誤，D正確
故選：AD
故答案為：（1）4.20；（2）AD

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)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．