题目内容
【题目】如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置,他在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条,滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处静止释放。
(1)该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=_______mm;
(2)实验时,测量A位置到光电门的距离L,将滑块从A位置由静止释放,由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t;
(3)下列不必要的一项实验要求是_______(请填写选项前对应的字母)。
A.应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
B.应使 A 位置与光电门间的距离适当大些
C.应将气垫导轨调节水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(4)改变钩码的质量,测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t,通过描点作出线性图像,研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出______图像(选填“t2—F”“—F”或“
—F”)。
【答案】2.25 A
【解析】
考查实验“探究加速度与力的关系”。
(1)[1].主尺读数2mm,游标尺第5格对齐,读数为,则遮光条的宽度:
;
(3)[2].
A.本实验有力的传感器直接测量绳的拉力,没有认为钩码和力传感器的总重力为绳的拉力,不需要满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量的条件,即A选项不必要;
B.由于光电门测的是遮光片通过光电门的平均速度,当通过光电门的时间t趋于0时,可认为是通过光电门时的瞬时速度,使A位置与光电门间的距离适当大些,通过光电门时的速度大一些,时间就短一些,误差更小,所以B选项是必要的;
C.气垫导轨实验时,通过气体把滑块托起,不接触轨道,无摩擦,不需要平衡摩擦力,所以应将气垫导轨调节水平,C选项是必要的;
D.使细线与气垫导轨平行,即拉力全部提供加速度,减小误差,D选项是必要的;
故选A。
(4)[3].由牛顿第二定律:
从A位置到光电门做匀加速直线运动:
所以加速度为:
联立解得:
由式可知,与F成线性关系,所以应作
图像。
