Question

①图1所示示为探究牛顿第二定律的实验装置，该装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．下面说法正确的是________（选填字母代号）．

A．用该装置可以测出滑块的加速度
B．用该装置探究牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，因此必须满足m＜＜M
C．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m＜＜M
D．可以用该装置探究动能定理，但不必满足m＜＜M
②某同学采用控制变量法探究牛顿第二定律，在实验中他将沙桶所受的重力作为滑块受到的合外力F，通过往滑块上放置砝码改变滑块的质量M．在实验中他测出了多组数据，并画出了如图2所示的图象，图象的纵坐标为滑块的加速度a，但图象的横坐标他忘记标注了，则下列说法正确的是________
A．图象的横坐标可能是F，图象AB段偏离直线的原因是没有满足m＜＜M
B．图象的横坐标可能是M，图象AB段偏离直线的原因是没有满足m＜＜M
C．图象的横坐标可能是，图象AB段偏离直线的原因是没有满足m＜＜M
D．若图象的横坐标是，且没有满足m＜＜M，图象的AB部分应向虚线上方偏离．

Answer 1

AB    AC
分析：（1）该实验装置能够测量的物理量有滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，两个光电门的距离，用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．根据选项中实验的工作原理解决问题．
（2）根据牛顿第二定律可知mg=（m+M）a则a=，故在M一定的情况下，随桶和砂子的质量m增大，物体的加速度a增加的越来越慢，使图象偏离直线．
解答：①A、光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，运用匀变速直线运动的公式求解加速度．故A正确．
B、用该装置验证牛顿第二定律时，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必须满足M≥m，故B正确．
C、该装置中滑块所受的合力不是重力，所以机械能不守恒，不可以用该装置验证机械能守恒定律，故C错误．
D、用该装置光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，满足M≥m，滑块的合力就近似等于沙桶的重力，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，这样就可以求出拉力做功，可以验证动能定理．故D错误．
故选AB．
②根据牛顿第二定律可知mg=（m+M）a则a=，故在M一定的情况下，
当m＜＜M时绳子拉力T=mg=mg，故小车的加速度a=，所以a-F关系图线是一条直线，a-关系图线是一条直线，但随桶和砂子的质量m增大，绳子拉力T=mg≠mg，a-F关系图线不再是正比例函数图线，当m＞＞M时，物体的加速度等于g，故随m的增大物体的a-F，a-关系图象偏离直线．故AB段明显偏离直线，且图象不过坐标原点，造成这些误差的主要原因是所挂桶和砂子的总质量太大不再满足m＜＜M．故选AC．
故答案为：①AB；②AC
点评：光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，运用匀变速直线运动的公式求解加速度．
清楚验证牛顿第二定律实验的工作原理．
根据实验的原理，结合实验装置能够测量的物理量判断问题．