Question

11．如图是某同学用来研究“小车加速度与外力关系”的实验装置，轨道上的B点固定一光电门，将连接小车的细线跨过滑轮系住小钩码，在A点释放小车，测出小车上挡光片通过光电门的时间为△t．
（1）若挡光片的宽度为d，挡光片前端距光电门的距离为L，则小车的加速度a=$\frac{{d}^{2}}{2{L（△t）}^{2}}$
（2）在该实验中，下列操作步骤中必须做到的是C
A．要用天平称量小车质量
B．不论轨道光滑与否，轨道一定要保持水平
C．钩码的质量应该小些
D．每次测量要保持小车从同一点静止出发．

Answer 1

分析 （1）遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替故v=$\frac{d}{t}$，再根据v²=2al即可求出物体的加速度a．
（2）根据实验原理可知，实验时要平衡摩擦力，当满足M＞＞m时钩码的重力才可看作小车的合外力，实验时需要测量钩码的质量，由（1）知：计算加速度时，通过匀加速运动位移时间公式求解，若小车从同一点静止出发，则加速度与时间的平方成反比，所以不需要测量AB间的距离．

解答 解：（1）遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替故v=$\frac{d}{t}$，
小车运动到B时的速度为：v=$\frac{d}{△t}$
根据运动学公式：v²=2aL
a=$\frac{{d}^{2}}{2{L（△t）}^{2}}$
（2）A、探究“小车的加速度与外力关系”时，只要保持小车质量不变即可，没有必要测量其质量，故A错误；
B、根据实验原理可知，实验时要平衡摩擦力，所以轨道不光滑时，要适当垫高不带定滑轮的一端，以平衡摩擦力，故B错误．
C、要使钩码的重力大小等于小车外力，要求小车的质量要远大于钩码质量，因此钩码质量要小一些，故C正确；
D、每次测量不一定要求小车从同一位置释放，只要测出其加速距离以及小车上挡光片通过光电门的时间为△t，即可求出加速度的大小，故D错误；
故选：C．
故答案为：（1）$\frac{{d}^{2}}{2{L（△t）}^{2}}$
（2）C

点评 本实验与教材中的实验有所不同，但是根据所学物理知识，明确了实验原理，即可正确解答．