题目内容

【题目】某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”,他们在实验室组装了一套如图所示的装置,水平轨道上安装两个光电门,小车上固定有力传感器和挡光板,细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘,实验时,调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力(图中未画出).

(1)该实验中小车所受的合力________ (填“等于”或“不等于”)力传感器的示数,该实验是否________(填”需要”或”不需要”) 满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量 (2)实验获得以下测量数据:小车、传感器和挡光板的总质量M,挡光板的宽度d,光电门1和2的中心距离为s. 某次实验过程:力传感器的读数为F,小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t 1 、t 2 (小车通过光电门2后,砝码盘才落地),已知重力加速度为g,则该实验要验证的式子是___________________.

【答案】(1)等于 不需要 (2

【解析】试题分析:(1)由于轨道倾角已调好,使重力的分力与摩擦力平衡,所以绳子对小车的拉力就等于小车受到的合力,力传感器显示的就是绳子的拉力。小车受的合力直接由传感器显示出来,不需要用砝码和砝码盘的总重力来代替了,所以就不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量。(2)由于小车过光电门的时间很短,可有平均速度代替瞬时速度,过光电门1时的速度,过光电门2时的速度,加速度,由牛顿第二定律,,代入整理可得结果。

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