题目内容
14．
如图所示，在一端带有滑轮的长木板上固定两个光电门1、2，两光电门中心间的距离为L．质量为M的滑块A上固定一宽度为d的遮光条，在质量为m的重物B牵引下从木板的上端加速滑下，遮光条通过光电门时，光电门1、2记录的遮光时间分别为△t1和△t2．（1）用此装置验证牛顿第二定律，且认为滑块A受到合外力的大小等于重物B所受的重力，实验中除了调整长木板倾斜角刚好平衡滑动摩擦力外，M、m还必须满足M＞＞m；
（2）滑块经过光电门1的速度为$\frac{d}{△{t}_{1}}$，实验测得的加速度为$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}-△{{t}_{1}}^{2}}）$；（均用题中物理量的符号表示）
（3）若考虑到d不是远小于L，则加速度测量值比真实值偏大（填“偏大”或“偏小”）．
分析 为了认为A所受的外力合力等于B的重力，首先需要平衡摩擦力，其次是重物的质量远小于滑块的质量．根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块通过光电门1、2的瞬时速度，结合速度位移公式求出加速度．
解答 解：（1）根据牛顿第二定律，对整体有：a=$\frac{mg}{M+m}$，则绳子的拉力F=Ma=$M\frac{mg}{M+m}$=$\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$，当M＞＞m，重物的总重力等于绳子的拉力，等于滑块的合力．
（2）滑块通过光电门1的瞬时速度：
${v}_{1}=\frac{d}{△{t}_{1}}$，
通过光电门2的瞬时速度为：
${v}_{2}=\frac{d}{△{t}_{2}}$，
根据v22-v12=2aL，解得：
a=$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}-△{{t}_{1}}^{2}}）$．
（3）若考虑到d不是远小于L，两个中间时刻的实际距离大于L，而测量值为L，所以加速度的测量值比真实值大．
故答案为：（1）M＞＞m；（2）$\frac{d}{△{t}_{1}}$；$\frac{{d}^{2}}{2L}（\frac{1}{△{{t}_{2}}^{2}-△{{t}_{1}}^{2}}）$；（3）偏大．
点评 解决本题的关键知道验证牛顿第二定律实验中的两个认为：1、认为绳子的拉力等于滑块的合力，（前提需平衡摩擦力），2、认为重物的拉力等于绳子的拉力，（前提是重物的质量远小于滑块的质量）．
练习册系列答案
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6．
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如图所示，两个平行平面a、b，面a上各点电势均为φ1，面b上各点电势均为φ2，且φ2＞φ1，面间距MN为l，P点在面b上，距N点为l0，a、b间任一平行于a、b的平面上的各点电势均相等．电荷量为e的电子（ ）| A． | 从N移到P电场力做的功等于从N移到M电场力做的功 | |
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3．
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如图所示，虚线a、b、c、d表示O处点电荷的电场中的三个等势面，设两相邻等势面间距相等，一带电粒子（不计重力）射入电场后的运动轨迹为图中实线所示，其中1、2、3、4表示运动轨迹与等势线的交点，由此可以判定（ ）| A． | O处的点电荷一定带负电 | |
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