Question

1．如图所示为一气垫导轨，导轨上安装有一个光电门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，力传感器可测出绳子上的拉力大小．传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d=2.25mm．
（2）实验时，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t=1.00×10^-2 s，则滑块经过光电门B时的瞬时速度为0.225m/s．
（3）若某同学用该实验装置探究加速度与力的关系：
①要求出滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L
（文字说明并用相应的字母表示）．
②下列不必要的一项实验要求是A．（请填写选项前对应的字母）
A．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．

Answer 1

分析 ①滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式解答．
②分析求解加速度的基本方法，从而明确应测量的物理量；
③分析实验装置，明确实验用细线拉力表示合力，同时为了减小误差应使A离光电门距离稍大些，但本题中力的大小不再是滑块的拉力，故不再需要其质量远小于小车的质量．

解答 解：（2）实验时，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，滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．
即v=$\frac{d}{t}$=$\frac{2.25×1{0}^{-3}}{0.01}$=0.225m/s
（3）①根据运动学公式a=$\frac{{v}^{2}}{2L}$得若要得到滑块的加速度，还需要测量的物理量是遮光条到光电门的距离L；
②A、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故A错误；
B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B正确
C、应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C正确
D、要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故D正确；
本题选不必要的一项，故选A．
故答案为：①0.225；②遮光条到光电门的距离L③A

点评 本题考查加速度与拉力和质量间的关系实验，处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．从而明确数据处理的基本方法．