Question

【題目】像打點(diǎn)計(jì)時(shí)器一樣，光電計(jì)時(shí)器也是一種研究物體運(yùn)動(dòng)情況的常見(jiàn)計(jì)時(shí)儀器，每個(gè)光電門(mén)都是由激光發(fā)射和接收裝置組成。當(dāng)有物體從光電門(mén)通過(guò)時(shí)，光電計(jì)時(shí)器就可以顯示物體的擋光時(shí)間�，F(xiàn)利用如圖所示裝置設(shè)計(jì)一個(gè)“探究物體運(yùn)動(dòng)的加速度與合外力、質(zhì)量關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長(zhǎng)木板，1、2是固定在木板上間距為的兩個(gè)光電門(mén)（與之連接的兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器沒(méi)有畫(huà)出）。小車(chē)上固定著用于擋光的窄片K，讓小車(chē)從木板的頂端滑下，光電門(mén)各自連接的計(jì)時(shí)器顯示窄片K的擋光時(shí)間分別為t1和t2。

（1）用游標(biāo)卡尺測(cè)量窄片K的寬度（如圖）d=____________m（已知>>d），光電門(mén)1、2各自連接的計(jì)時(shí)器顯示的擋光時(shí)間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；

（2）用米尺測(cè)量?jī)晒怆婇T(mén)的間距為l，則小車(chē)的加速度表達(dá)式a=_________（各量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）；

（3）該實(shí)驗(yàn)中，為了把沙和沙桶拉車(chē)的力當(dāng)作小車(chē)受的合外力，就必須平衡小車(chē)受到的摩擦力，正確的做法是______________；

（4）某位同學(xué)通過(guò)測(cè)量，把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車(chē)的合外力F，作出a-F圖線(xiàn)。如圖中的實(shí)線(xiàn)所示。試圖線(xiàn)不通過(guò)坐標(biāo)原點(diǎn)O的原因是____________；曲線(xiàn)上部彎曲的原因是____________

Answer 1

【答案】8.00×10-3m 0.15 推動(dòng)小車(chē)，經(jīng)過(guò)兩個(gè)光電門(mén)的時(shí)間相等，說(shuō)明小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng) 平衡摩擦力時(shí)木板傾角過(guò)大 砂和砂桶總質(zhì)量不是遠(yuǎn)小于車(chē)受到的力，或砂和砂桶總重力不等于車(chē)受到的拉力 將車(chē)上鉤碼取下來(lái)掛到小桶上

【解析】

（1）20分度游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，先讀主尺，再看游標(biāo)上那格與主尺對(duì)準(zhǔn)。游標(biāo)卡尺不估讀。

（2）通過(guò)光電門(mén)測(cè)速度，由運(yùn)動(dòng)學(xué)知識(shí)可求加速度。

（3）正確的做法是輕推小車(chē)讓其下滑，能做勻速運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明就平衡了摩擦力。

（4）平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大，就會(huì)出現(xiàn)圖示情況。把砂和砂桶的重量當(dāng)作小車(chē)的合外力F的條件是小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量

（1）20分度游標(biāo)卡尺的精度為0.05mm，從主尺上能讀出5mm，從游標(biāo)上看第三格與主尺上對(duì)準(zhǔn)，則讀數(shù)為5mm+30.05mm=5.15mm=5.15×10-3m

（2）小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1時(shí)的速度v1=，通過(guò)光電門(mén)2時(shí)的速度v2=，由v22-v12=2al，可解得小車(chē)的加速度表達(dá)式a=。

（3）正確的做法是不掛砂和砂桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)讓其下滑，直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止。計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等說(shuō)明小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)，小車(chē)受到的摩擦力與重力沿斜面向下的摩擦力大小相等。

（4）由圖可知，開(kāi)始小車(chē)所受拉力為零時(shí)，卻產(chǎn)生了加速度，故操作過(guò)程中平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大；隨著外力F的增大，沙和沙桶的質(zhì)量越來(lái)越大，最后出現(xiàn)了不能滿(mǎn)足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量，因此圖線(xiàn)出現(xiàn)了上部彎曲。

故答案為：（1）5.15×10-3m；（2）；（3）不掛沙和沙桶，調(diào)節(jié)長(zhǎng)木板的傾角，輕推小車(chē)讓其下滑，直至兩個(gè)光電計(jì)時(shí)器的讀數(shù)相等為止；（4）平衡摩擦力時(shí)木板傾角太大，沒(méi)有滿(mǎn)足小車(chē)質(zhì)量遠(yuǎn)大于沙和沙桶的質(zhì)量