题目内容
【题目】如图甲所示是某同学用水平气垫导轨探究“加速度与力的关系”的实验装置,他将光电门固定在导轨上的B点,砝码盘通过细线与滑块相连,滑块上固定一遮光条并放有若干金属片,实验中每次滑块都从导轨上的同一位置W由静止释放。
(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度d(沿滑块运动方向的长度)如图乙所示,则d=_____mm,若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为t,则滑块经过光电门时的速度v=_____(用所测物理量的符号表示)。
(2)若滑块(含遮光条和金属片)质量为M,砝码及砝码盘的质量为m,且m远小于M则滑块所受绳子的拉力F可表示为____(已知重力加速度为g)。
(3)实验过程中:
①用刻度尺测量A点到光电门所在位置B点之间的水平距离x;
②滑块从A点静止释放(己知砝码落地前挡光片已通过光电门);
③改变光电门的位置,滑块每次都从A点静止释放,测量相应的x值并读出t值;
④设滑块运动时的加速度为a,根据实验测得的数据以x为横坐标,为纵坐标,在坐标纸中作出图线如图丙所示,则斜率用k =________ (用a、d表示);由此可求得滑块的加速度a=____m/s2((计算结果保留两位有效数字)。
(4)通过对比F与Ma关系验证牛顿第一定律
【答案】6.60mm d/t mg 0.55-0.60
【解析】
第一空.游标卡尺的示数由主尺与游标尺的读数的和,所以遮光片的宽度d=6mm+12×0.05mm=6.60mm;
第二空.遮光片通过光电门的速度;
第三空.由牛顿第二定律,对整体加速度为: ;对滑块,拉力为:;所以当m<<M时,F=mg;
第四空.根据运动学公式有:v2=2ax,而,所以有:,图象的斜率k=;第五空.再从图象可求得斜率为:
所以加速度为:
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