题目内容
光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系,其 NQ是水平桌面,PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).小车上固定着用于挡光的窄片K,测得其宽度为d,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2.
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(1)在研究实验前,让小车不挂沙桶,在P端适当垫一小木块,让小车自由滑下,如果发现 ,即可判断小车近似做匀速直线运动,即平衡了摩擦力,也就是后面进行验证实验时,小车所受的合外力F就等于 ;
(2)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,保持M >>m,这样做的目的是 ;
(3)为了计算出小车的加速度,除了测量d、t1和t2之外,还需要测量 ,若上述测量的物理量用x表示,则用这些物理量计算加速度的表达式为a = 。
(1)t1和t2在误差的范围内近似相等 绳的拉力
(2)绳的拉力近似等于沙桶的总重力mg
(3)两光电门之间的距离 ![]()
【解析】
试题分析:(1)如果小车匀速直线运动,通过两个宽度都是
的光电门速度相等,因此时间相等。平衡后出去拉力外即合外力为0,因此后面验证时合外力就只剩下了拉力。
(2)该实验中,小车和沙桶一起运动
,绳子拉力
,若
则有![]()
(3)根据光电门的宽度d和通过光电门的时间t1和t2可以计算通过两个光电门的速度
和
,根据匀变速直线运动规律
得
,只需要测出两个光电门之间的距离即可。
考点:光电门测速度以及匀变速直线运动规律