Question

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系” 的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门。小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门连接数据采集器，并把数据采集器和计算机连接，打开软件。

①该实验中，为了探究a与F 关系，必须使用的物理方法是______________。

②已知窄片的宽度为d，计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t₁、t₂。用米尺测量光电门间距为L（L远大于d），则小车的加速度表达式a=                     (用题中所给的字母表示)。 

③有位同学通过测量，作出a—F图线,如图乙中的实线所示。试分析：

乙中图线不通过坐标原点的原因是                                        ；

乙中图线上部弯曲的原因是                                          。

 

Answer 1

【答案】

控制变量法；a=(d²/t₂²-d²/t₁²)/2L；木板夹角过大；m<<M的条件未能很好满足

【解析】①验证牛顿第二定律采用的是控制变量法，比如控制质量m大小不变，研究合力F与加速度的变化②因为力传感器是连接在小车上的，所以力传感器的示数表示小车所受的拉力，因为平衡过摩擦力了，所以绳子的拉力表示小车的合外力，因为实验中绳子的拉力小于砝码的重力，只有当砝码的重力远小于小车的质量，绳子的拉力才等于砝码的重力，小车经过光电门1时的速度为，经过光电门2时的速度为，发生的位移是s，所以，所以加速度为a=(d²/t₂²-d²/t₁²)/2L ③由以上论证可知乙中的实线是因为木板夹角过大；m<<M的条件未能很好满足