Question

4．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处由静止释放．

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=2.30mm．
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，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；
③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．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．

Answer 1

分析 ①游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读．
②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．
③明确实验原理，知道实验拉力的测量方法； 同时还需要减小摩擦力的影响．同时应让细线与木板平行．

解答 解：①由图知第6条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；
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．
根据运动学公式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
③A、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正确；
B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，可以增大测量长度，从而有利于减小误差，故B错误
C、应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C错误
D、要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故D错误；
本题选不必要的，故选：A；
故答案为：①2.30； ②遮光条到光电门的距离L； ③A．

点评 本题考查探究加速度与力的关系的实验，要注意明确实验原理，注意本实验中不再是以钩码的重力来表示拉力，而是用传感器来得出拉力，故不需要再让钩码的质量远小于小车的质量，但仍需消除摩擦力以及细线分力的影响．