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    某实验小组利用如图甲所示的实验装置来“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”．光电计时器和气垫导轨是一种研究物体运动情况的常见仪器，如图乙所示a、b分别是光电门的激光发射和接收装置．当物体从a、b间通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．实验前需要调节气垫导轨使之平衡．为了测量滑块的加速度a，实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间t，用天平测钩码的质量m和滑块的质量M，测出滑块上的遮光条初始位置到光电门的距离L，测得遮光条的宽度d（d＜L）．
    （1）小车的加速度表达式a=
    d2
    2Lt2
    d2
    2Lt2
    （用字母表示）
    （2）实验中如把砝码的重力当作小车的合外力F，作出a-F图线，如图丙中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是
    平衡摩擦力过度
    平衡摩擦力过度
    ，曲线上部弯曲的原因是
    没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m
    没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m
    ．
    分析：（1）根据在很短位移内的平均速度等于瞬时速度求出通过光电门的速度，根据匀变速运动的公式v2=2aL，求出加速度．
    （2）图线不通过坐标原点O，知未加拉力时，已有加速度，知平衡摩擦力过度．图线的斜率表示质量的倒数，上部弯曲是由于没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m．
    解答：解：（1）通过光电门的速度v=
    d
    t
    ，根据匀变速运动的公式v2=2aL，a=
    v2
    2L
    =
    d2
    2Lt2
    ．
    （2）图线不通过坐标原点O，知未加拉力时，已有加速度，知平衡摩擦力过度．a-F图线的斜率表示质量的倒数，开始钩码重力比较小，钩码重力基本等于绳子的拉力，斜率为滑块质量的倒数，斜率不变．当上部于钩码的重力比较大，不满足滑块的质量M远大于钩码的质量m，钩码重力不等于绳子的拉力，只有对整体研究，钩码的重力才表示合力，但斜率的倒数为M+m的倒数，所以上部图线弯曲．
    故本题答案为：（1）
    d2
    2Lt2
     （2）平衡摩擦力过度，没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m．
    点评：解决本题的关键知道在很短位移内的平均速度等于瞬时速度可以求出通过光电门的速度．以及曲线上部弯曲的原因是没有满足滑块的质量M远大于钩码的质量m．
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    相关习题

    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?河池模拟）某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的
    加速度与质量之间的关系．
    （1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
    d
    △t1
    d
    △t1
    ；经过光电门2时的速度表达式v2=
    d
    △t2
    d
    △t2
    ，滑块加速度的表达式a=
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2x
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2x
    ．（以上表达式均用已知字母表示）．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数为
    8.15
    8.15

    没有
    没有
    mm．

    （2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
    BC
    BC

    A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
    B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
    C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
    D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2013?湖南模拟）某实验小组利用如图甲所示的实验装置来验证机械能守恒定律．已知当地的重力加速度g=9.80m/s2
    ①实验小组选出一条纸带如图乙所示，其中O点为打点计时器打下的第一个点，A、B、C为三个计数点，在计数点A和B、B和C之间还各有一个点，测得h1=12.01cm，h2=19.15cm，h3=27.86cm．打点计时器通以50Hz的交流电．根据以上数据算出：当打点计时器打到B点时重锤的重力势能比开始下落时减少了
    1.88m
    1.88m
    J；此时重锤的动能比开始下落时增加了
    1.96m
    1.96m
     J，根据计算结果可以知道该实验小组在做实验时出现的问题是
    实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了
    实验时先释放了纸带，然后再合上打点计时器的电键 或者 释放纸带时手抖动了
    ．（重锤质量m已知）

    ②在图乙所示的纸带基础上，某同学又选取了多个计数点，并测出了各计数点到第一个点O的距离h，算出了各计数点对应的速度v，以h为横轴，以
    v22
    为纵轴画出的图线应是如下图中的
    D
    D
    ．图线的斜率表示
    g
    g
    ．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究“当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系”．

    （1）实验中，图乙为游标卡尺测得遮光条的宽度d=
    0.52
    0.52
    cm．
    （2）实验中，由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离S．滑块从图示位置静止释放，数字计时器读出遮光条通过光电门1的时间t1，遮光条通过光电门2的时间t2，则滑块经过光电门1时的瞬时速度表达式v1=
    d
    t1
    d
    t1
    ，滑块经过光电门2时的瞬时速度表达式v2=
    d
    t2
    d
    t2
    ，则滑块的加速度表达式a=
    d2(
    t
    2
    1
    -
    t
    2
    2
    )
    2S
    t
    2
    1
    t
    2
    2
    d2(
    t
    2
    1
    -
    t
    2
    2
    )
    2S
    t
    2
    1
    t
    2
    2
    ．（涉及遮光条宽度时用d表示）
    （3）在一次实验中，滑块的质量m=400g，刻度尺测得两个光电门中心之间的距离S=24cm，遮光条经过两个光电门的时间分别为t1=2.60×10-2s、t2=1.30×10-2s，遮光条的宽度d为（1）所测数值，则在这次实验中滑块的加速度a=
    0.25
    0.25
    m/s2．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系．
    （1）做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t1、△t2；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块经过光电门1时的速度表达式v1=
    d
    △t1
    d
    △t1
    ；经过光电门2时的速度表达式v2=
    d
    △t2
    d
    △t2
    ，滑块加速度的表达式a=
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2x
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2x
    ．（以上表达式均用已知字母表示）．

    （2）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨右端的高度h”的正确操作方法是
    BC
    BC

    A．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
    B．M增大时，h减小，以保持二者乘积不变
    C．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
    D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：

    某实验小组利用如图甲所示的实验装置来探究当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．

    （1）由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离S，由游标卡尺测得遮光条的宽度d，由数字计时器可以读出遮光条通过电门1的时间△t1和遮光条通过光电门2的时间△t2，滑块的加速度的表达式为
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2S
    (
    d
    △t2
    )    2    -(
    d
    △t1
    )    2
    2S
    ．（以上表达式均用字母表示）
    （2）在本次实验中，实验小组通过改变滑块质量做了6组实验，得到如下表的实验数据，
    m（g） a（m/s2）
    250 1.80
    300 1.50
    350 1.29
    400 1.13
    500 0.90
    800 0.56
    根据实验数据作出了a与
    1
    m
    的图线如图乙所示，该图线有一段是弯曲的，试分析图线弯曲的原因
    未满足拉车的钩码质量m远小于小车的质量M
    未满足拉车的钩码质量m远小于小车的质量M
    ．

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