题目内容
11．随着科技的发展，传感器走进实验室使实验变得更简单、更严密．某研究性学习小组为了更简单更准确地探究加速度与力的关系，在实验中使用了力传感器和光电门，实验装置如图所示．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以被测量并记录．滑块左边固定一个力传感器，通过力传感器可以得到左边细线的拉力大小F．滑块连同上面固定的力传感器以及条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为S，牵引砝码的质量为m．
（1）在此实验中，需要测得每一次不同牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：$\frac{{（\frac{D}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{D}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2s}$（用△t1、△t2、D、S表示）．
（2）该小组完成实验后，与同学交流并对结论的可靠性进行评估，交流过程中提出几个思考，其中正确的说法是：AB．
A．挡光片适当变窄，有利于提高实验精确度
B．实验中使用了力传感器，所以不必记录m的值
C．实验中虽然使用了力传感器，但仍然需要使m远小于M
D．滑块运动过程中受到的阻力不会给实验带来系统误差，所以不必平衡摩擦力．
分析 （1）光电门测量滑块瞬时速度的原理是遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替即v=$\frac{d}{t}$，再根据运动学公式即可求出物体的加速度a；
（2）本题中利用平均速度等效替代瞬时速度，换用宽度更窄的遮光条可以减小误差，该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是用重物的重力作为小车的拉力．
解答 解：（1）根据遮光条通过光电门的速度可以用平均速度代替，
通过第一个光电门的速度
v1=$\frac{D}{△{t}_{1}}$
通过第二个光电门的速度
v2=$\frac{D}{△{t}_{2}}$
根据运动学公式$2as={{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}$得：a=$\frac{{{v}_{2}}^{2}-{{v}_{1}}^{2}}{2s}$=$\frac{{（\frac{D}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{D}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2s}$
（2）A、本题中利用平均速度等效替代瞬时速度，尽量减小计算平均速度的位移，即换用宽度更窄的遮光条可以减小误差，提高实验精确度，故A正确；
B、该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是用重物的重力作为小车的拉力，故不需要满足m远小于M，也不需要测量m的值，故B正确，C错误；
D、要使绳子的拉力等于滑块的合力，需要平衡摩擦力，故D错误．
故选：AB
故答案为：（1）$\frac{{（\frac{D}{△{t}_{2}}）}^{2}-{（\frac{D}{△{t}_{1}}）}^{2}}{2s}$；（2）AB
点评 了解光电门测量瞬时速度的原理，实验中我们要清楚研究对象和研究过程，对于系统我们要考虑全面，同时明确实验原理是解答实验问题的前提，知道减小实验误差的方法．
练习册系列答案
相关题目
8．
如图甲所示，轻杆一端连接固定的水平地，另一端与质量为1kg，可视为质点的小球相连，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示，图象上A、B、C三点的纵坐标分别是1、0、-5．g取10m/s2，由图乙可知（ ）
如图甲所示，轻杆一端连接固定的水平地，另一端与质量为1kg，可视为质点的小球相连，现使小球在竖直平面内做圆周运动，经最高点开始计时，取水平向右为正方向，小球的水平分速度v随时间t的变化关系如图乙所示，图象上A、B、C三点的纵坐标分别是1、0、-5．g取10m/s2，由图乙可知（ ）| A． | 轻杆的长度为1.2m | |
| B． | 曲线AB段与坐标轴所围图形的面积为0.6m | |
| C． | 交点B对应时刻小球的速度为3m/s | |
| D． | 小球经最高点时，杆对它的作用力方向竖直向下 |
2．理想气体是一种简单的气体模型，从微观角度而言，该模型（ ）
| A． | 只考虑气体分子间的引力作用 | |
| B． | 只考虑气体分子间的斥力作用 | |
| C． | 既考虑气体分子间的引力又考虑斥力作用 | |
| D． | 除碰撞瞬间，忽略气体分子间的相互作用 |
甲、乙两同学利用不同的实验装置，探究平抛运动的规律．
图（a）是一个能够显示平抛运动及其特点的演示实验，用小锤敲击弹性金属片，小球A就沿水平方向飞出，做平抛运动；同时小球B被松开，做自由落体运动．图（b）是该装置某次实验的高速数码连拍照片，该高速数码相机每秒钟能拍摄20次，这样在同一张照相底片上能同时显示A、B球的运动轨迹，图中背景方格为边长l=0.049m的正方形．图（b）清晰地记录了A、B球的初始位置及随后运动的数个位置，由该数码连拍照片分析可知，A球在竖直方向的分运动是自由落体运动；在水平方向的初速度大小为0.98m/s．
16．
如图所示，在真空中，水平导线中有自右向左的恒定电流I通过，导线的正下方有电子初速度方向与电流方向相同，忽略电子重力的影响，则电子可能的运动情况是（ ）
如图所示，在真空中，水平导线中有自右向左的恒定电流I通过，导线的正下方有电子初速度方向与电流方向相同，忽略电子重力的影响，则电子可能的运动情况是（ ）| A． | 沿路径a运动，半径在变大 | B． | 沿路径b运动，半径在变大 | ||
| C． | 沿路径a运动，半径在变小 | D． | 沿路径b运动，半径在变小 |
3．
如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对．一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）
如图所示，平行板电容器的两极板A、B接于电源两极，两极板竖直、平行正对．一带正电小球悬挂在电容器内部，闭合电键S，电容器充电，悬线偏离竖直方向的夹角为θ，则下列说法正确的是（ ）| A． | 保持电键S闭合，A板带正电 | |
| B． | 保持电键D闭合，将A板向B板靠近，则θ不变 | |
| C． | 保持电键S闭合，将变阻器R的滑动触头向右滑动到某一位置时，θ不变 | |
| D． | 电键S断开，A板向B板靠近，则θ不变 |
20．
利用所学物理知识解答下列问题：
（1）如图所示，在研究电磁感应现象的实验中，某同学对实验现象进行了以下的猜测，你认为正确的是B．
A．断开电键瞬间，电路中不再有电流，因此电流计不会发生偏转
B．保持电键闭合，快速左右滑动滑动片，电流计将会有电流通过
C．保持电键闭合，电流计有示数，将线圈A从线圈B中快速拔出，示数迅速变为零
D．只要保持电键闭合，电流计中有持续的电流，电流计的指针将偏转在一特定数值
（2）若某同学在实验过程中，无论怎么做电流计都不动．他用电压表检测A线圈所在回路是否发生故障时，测得a与各接线柱间的电压分别如下：
由此可以确定：此回路发生了断路故障，故障应发生在fg两点间（用abc等各字母表示）．
利用所学物理知识解答下列问题：（1）如图所示，在研究电磁感应现象的实验中，某同学对实验现象进行了以下的猜测，你认为正确的是B．
A．断开电键瞬间，电路中不再有电流，因此电流计不会发生偏转
B．保持电键闭合，快速左右滑动滑动片，电流计将会有电流通过
C．保持电键闭合，电流计有示数，将线圈A从线圈B中快速拔出，示数迅速变为零
D．只要保持电键闭合，电流计中有持续的电流，电流计的指针将偏转在一特定数值
（2）若某同学在实验过程中，无论怎么做电流计都不动．他用电压表检测A线圈所在回路是否发生故障时，测得a与各接线柱间的电压分别如下：
| ab | ac | ad | ae | af | ag | ah |
| 0v | 0v | 0v | 0v | 0v | 3v | 3v |
1．
如图所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度v0沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为v1；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度v0向右滑动，滑到B点时的速度为v2．下列说法正确的是（ ）
如图所示，取一块长为L的表面粗糙的木板，第一次将其左端垫高，让一小物块从板左端的A点以初速度v0沿板下滑，滑到板右端的B点时速度为v1；第二次保持板右端位置不变，将板放置水平，让同样的小物块从A点正下方的C点也以初速度v0向右滑动，滑到B点时的速度为v2．下列说法正确的是（ ）| A． | v1一定大于v0 | |
| B． | 物块第一次损失的机械能大于第二次损失的机械能 | |
| C． | 第一次的平均速度一定比第二次的平均速度小 | |
| D． | 两次物块损失的机械能相同 |