Question

【题目】像打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器，每个光电门都是由激光发射和接收装置组成．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图1所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上间距为l的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，K的宽度d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2 ．

（1）用米尺测量两光电门的间距为l，则小车的加速度表达式a=（各量均用题目中的已知量的字母表示）；
（2）该实验中，为了把绳子拉力当作小车受的合外力，就必须
（3）某位同学通过测量，把砂和砂桶的重量当作小车的合外力F，作出a﹣F图线．如图2中的实线所示．试分析：图线不通过坐标原点O的原因是；曲线上部弯曲的原因是 ．

Answer 1

【答案】
（1）
（2）平衡摩擦力
（3）平衡摩擦力时木板倾角过大,没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量
【解析】解：（1）窄片K的宽度很小，可以利用平均速度来代替瞬时速度，因此有：

v1= v2=

根据速度与位移关系可知小车的加速度大小为：a=

由上三式可解得：a= （2）为了把绳子拉力当作小车受的合外力，就必须平衡小车受到的摩擦力（3）由图2可知，开始物体所受拉力为零时，却产生了加速度，故操作过程中平衡摩擦力时木板倾角过大．

所以：平衡摩擦力时木板倾角过大（或平衡摩擦力过度），

根据牛顿第二定律，可知曲线上部弯曲的原因是：没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．

所以答案是：（1） （2）平衡摩擦力 （3）平衡摩擦力时木板倾角过大 没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．