Question

【题目】某探究小组利用如图（甲）所示的气垫导轨和光电门计时器等装置验证“加速度与合外力的正比关系”。他们通过改变滑轮下端的钩码质量来改变滑块所受的外力；实验中，钩码的质量为m，滑块（带遮光条）的质量为M，滑块上装有宽为d的遮光条。计时器显示遮光条经过光电门1和2的时间分别为t1、t2，测出光电门1和光电门2的距离为L，重力加速度为g。

（1）当满足条件_________时，可以认为滑块所受合外力等于mg。

（2）本实验需用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图（乙）所示，d =______mm。

（3）在满足（1）中条件的情况下，本实验要验证的表达式是__________________。（用题目中提供的物理量符号表示）

Answer 1

【答案】 mM 2.50

【解析】（1）由于滑块在运动的过程中受到阻力，为了减小阻力的影响，需平衡摩擦力；
设钩码的质量为m，滑块的质量为M，对系统运用牛顿第二定律得： ，
则绳子的拉力，当时，绳子的拉力等于钩码的重力。

（2）游标卡尺的主尺读数为： ，游标读数为：

则最终读数为；

（3）通过光电门1的瞬时速度为：

通过光电门2的瞬时速度为：

根据可得：

根据牛顿第二定律，可以得到：

故需要验证的是： 即可。