题目内容
6．
某学习小组利用力传感器和气垫导轨、光电门验证牛顿第二定律．如图所示为该学习小组设计的实验装置．他们在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一很窄的遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．（1）该小组用游标卡尺测量遮光条的宽度d，并测得遮光条通过光电门的时间t，则滑块通过光电门B的瞬时速度为v=$\frac{d}{t}$；若测得A、B间的距离为L，则滑块的加速度为a=$\frac{{d}^{2}}{2L{t}^{2}}$．
（2）下列不必要的一项实验要求是A（填选项前对应的字母）
A．应将气垫导轨右侧垫高些，以平衡摩擦力
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
（3）实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码的质量m，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，通过描点做出线性图象，研究滑块的加速度与合外力的关系，处理数据时应作出如下图象正确的是C．
A．作出t-F图象 B．作出t2-F图象
C．作出t2-$\frac{1}{F}$图象 D．作出$\frac{1}{t}$-$\sqrt{F}$图象
E．作出$\frac{1}{t}$-F图象．
分析 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．根据运动学公式求解加速度a．应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，根据牛顿第二定律结合运动学基本公式求出F和t的关系式，从而选择作什么图象．
解答 解：（1）滑块通过光电门B的瞬时速度为v=$\frac{d}{t}$，
根据匀变速直线运动，速度位移公式得：a=$\frac{{v}^{2}}{2L}=\frac{{d}^{2}}{2L{t}^{2}}$，
（2）A、应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故A错误，CD正确；
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；
本题选不必要的
故选：A．
（3）根据牛顿第二定律得a=$\frac{F}{M}$，
那么$\frac{{d}^{2}}{{t}^{2}}=2\frac{F}{M}L$
所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出$\frac{1}{{t}^{2}}-F$图象或作出t2-$\frac{1}{F}$图象．
故选：C
故答案为：（1）$\frac{d}{t}$；$\frac{{d}^{2}}{2L{t}^{2}}$；（2）A；（3）C
点评 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，知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，难度适中．
练习册系列答案
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16．
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1．
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如图所示，车厢中的弹簧处在拉伸状态，车厢地板上的木块和车厢都处在静止状态．现使车厢向右加速运动，木块仍相对地板静止，此时地板对木块的摩擦力将（ ）| A． | 一定增大 | B． | 一定减小 | C． | 可能增大 | D． | 可能减小 |
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