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與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置．當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖乙所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，l、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，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）用游標卡尺測量窄片K的寬度為d（已知l?d），光電門1，2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1、t2，則窄片K通過光電門1的速度表達式v1=
d
t1
d
t1

（2）用米尺測量兩光電門間距為l，則小車的加速度表達式a=
d2
2l
（
1
t
2
2
-
1
t
2
1
）
d2
2l
（
1
t
2
2
-
1
t
2
1
）

（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是：在
不掛砂和砂桶
不掛砂和砂桶
的情況下，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至
與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止
與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止
；
（4）實驗中，有位同學通過測量，把砂和砂桶的重力當作小車的合外力F，作出a-F圖線，如圖丙中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角太大
平衡摩擦力時木板傾角太大
；曲線上部彎曲的原因是
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
．
分析：（1）利用光電門測速度時是利用了平均速度代替瞬時速度的原理；
（2）根據運動學公式v2-
v
2
0
=2as，可以寫出加速度的表達式；
（3）該實驗中是通過把木板一端抬高，讓小車的重力沿斜面的分力與摩擦力平衡的方法進行的；
（4）根據牛頓第二定律結合圖象特點即可正確解答．
解答：解：（1）由于窄片K的寬度為d很小，因此可以利用其平均速度代替物體的瞬時速度，故窄片K通過光電門1的速度表達式為：v1=
d
t1
．
故答案為：v1=
d
t1
．
（2）窄片K通過光電門2的速度表達式：v2=
d
t2
．
根據運動學公式：v2-
v
2
0
=2as有：
a=
v
2
2
-
v
2
1
2l
=
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)．
故答案為：
d2
2l
(
1
t
2
2
-
t
2
1
)．
（3）在該實驗中，平衡摩擦力的思路是：抬高木板一端，讓小車的重力沿斜面分力與摩擦力平衡，當觀察到小車勻速運動時，說明摩擦力已經被平衡，故具體操作是：先不掛砂和砂桶，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至小車能勻速下滑即可．
故答案為：不掛砂和砂桶，與兩個光電門相連的計時器讀數(shù)相等為止．
（4）根據丙圖可知，當沒有掛砂和砂桶時，小車產生了加速度，因此說明平衡摩擦力時木板傾角太大；隨著F的增大，即砂和砂桶質量的增大，不在滿足砂和砂桶遠小于小車的質量，因此曲線上部出現(xiàn)彎曲現(xiàn)象．
故答案為：平衡摩擦力時木板傾角太大，沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量．
點評：對于實驗問題一定要明確實驗原理，并且親自動手實驗，熟練應用所學基本規(guī)律解決實驗問題．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現(xiàn)利用圖所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①．滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
m/s，通過光電門2時的速度
v2=
2.50m/s
2.50m/s
m/s：（取三位有效數(shù)字）
②．滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
J．（取三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?金華二模）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如左圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．
為了測定兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學利用光電計時器設計了一個實驗：如上右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細線和小鐵塊相連．l和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.6×10-2s．用游標卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．
（1）讀出小鐵塊的寬度d=
1.45
1.45
cm．
（2）鐵塊通過光電門l的速度v1=
0.725
0.725
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
2.42
2.42
m/s．（計算結果保留3位有效數(shù)字）
（3）已知當?shù)刂亓铀俣葹間，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有：
鐵塊的質量m
鐵塊的質量m
、
鉛錘的質量M
鉛錘的質量M
．（用文字說明并用字母表示）
（4）用（3）中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：

（1）使用千分尺測量金屬絲的直徑，示數(shù)如圖1所示，金屬絲的直徑為
0.260
0.260
mm；用游標為50分度的卡尺（測量值可準確到0.02mm）測定某圓柱的直徑時，卡尺上的示數(shù)如圖．可讀出圓柱的直徑是
52.12mm
52.12mm
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖2所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現(xiàn)利用圖3所示裝置驗證機械能守恒定律．圖3中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為30°，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25J
5.25J
 J，重力勢能的減少量為
5.29
5.29
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）甲、乙、丙、丁四位同學在使用不同精度的游標卡尺和螺旋測微器測量同一個物體的長度時，分別測量的結果如下：
甲同學：使用游標為50分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
乙同學：使用游標為10分度的卡尺，讀數(shù)為12.04cm
丙同學：使用游標為20分度的卡尺，讀數(shù)為12.045cm
丁同學：使用精度為“0.01mm”的螺旋測微器，讀數(shù)為12.040mm
從這些實驗數(shù)據中可以看出讀數(shù)肯定有錯誤的是
甲
甲
同學．

（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示，a、b 分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．
現(xiàn)利用圖2所示裝置驗證機械能守恒定律．圖中AB是固定的光滑斜面，斜面的傾角為300，1和2是固定在斜面上適當位置的兩個光電門，與它們連接的光電計時器都沒有畫出．讓滑塊從斜面的頂端滑下，光電門1、2各自連接的光電計時器顯示的擋光時間分別為5.00×10-2s、2.00×10-2s．已知滑塊質量為2.00kg，滑塊沿斜面方向的寬度為5.00cm，光電門1和2之間的距離為0.540m，g=9.80m/s2，取滑塊經過光電門時的速度為其平均速度．
①滑塊通過光電門1時的速度v1=
1.00
1.00
 m/s，通過光電門2時的速度v2=
2.50
2.50
 m/s；
②滑塊通過光電門1、2之間的動能增加量為
5.25
5.25
 J，重力勢能的減少量為
5.26
5.26
 J．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（1）在做“用電流表和電壓表測一節(jié)干電池的電動勢和內電阻”實驗時：
①某同學連接的實物圖如圖1所示．但當開關閉合時發(fā)現(xiàn)電壓表有示數(shù)而電流表沒有示數(shù)，實驗前儀器都檢查過是好的，也就是說只可能是某根連接導線斷了．那么，請你分析一下，可能發(fā)生斷路故障的導線是
2、5、6
2、5、6
（寫出所有可能斷的導線的編號）．
②某同學在實驗時對該電路作了改進，其方法是：加接了一個定值電阻R0，如圖2所示．他加接此電阻的作用是
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
防止變阻器電阻過小時，電池被短路或電流表被燒壞
．
（2）與打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體通過時的擋光時間．

為了測定兩張紙之間的動摩擦因數(shù)，某同學利用光電計時器設計了一個實驗：如右圖所示，在小鐵塊A和木板B上貼上待測的紙，木板B水平固定，鉛錘通過細線和小鐵塊相連．1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．釋放鉛錘，讓小鐵塊在木板上加速運動，光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為2.0×10-2s和0.5×10-2s．用游標卡尺測量小鐵塊的寬度d如下圖所示．

①讀出小鐵塊的寬度d=
2.015
2.015
cm．
②鐵塊通過光電門l的速度v1=
1.01
1.01
m/s，鐵塊通過光電門2的速度v2=
4.03
4.03
 m/s．（計算結果保留3位有效數(shù)字）
③已知當?shù)氐闹亓铀俣葹間，為完成測量，除了測量v1、v2和兩個光電門之間的距離L外，還需測量的物理量有（用文字說明并用字母表示）
鐵塊的質量m、鉛錘的質量M
鐵塊的質量m、鉛錘的質量M
．
④用③中各量求解動摩擦因數(shù)的表達式：μ=
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
2MgL-(M+m)(
v
2
2
-
v
2
1
)
2mgL
（用字母表示）．

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