Question

18．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B点安装了一个光电门，滑块上固定一遮光条并放有若干金属片，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与托盘相连（托盘内也有金属片），实验中每次滑块都从导轨上的同一位置A由静止释放，

（1）该同学用游标卡尺（20分度）测量遮光条的宽度d（沿滑块运动方向的长度）如图乙所示，则d=7.25mm；若光电计时器记录遮光条通过光电门的时间为△t，则滑块经过光电门时的速度v=$\frac{d}{△t}$（用所测物理量的符号表示）．
（2）若滑块（含遮光条和金属片）和托盘（含金属片）组成的系统总质量为M，托盘及其中金属片的质量为m，现保持系统的总质量不变，通过增减托盘和滑块中的金属改变m，测出多组m、v数据，在坐标纸上以m为横轴，以v²为纵轴描点作出图象，若图线是一条过坐标原点的直线，则系统的加速度大小与所受合力大小成正比．

Answer 1

分析 （1）游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读；根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度求出滑块经过光电门时的速度大小．
（2）研究系统的加速度与合力的关系，结合速度位移公式得出速度与加速度的关系，根据合力与m的关系，确定以什么轴为纵轴

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为7mm，游标读数为0.05×5mm=0.25mm，则d=7.25mm，
根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度知，滑块经过光电门的速度v=$\frac{d}{△t}$．
（2）现保持系统的总质量不变，通过增减吊盘和滑块中的金属片，改变系统的合力，若a与合力成正比，则a与m成正比，根据v²=2ax知，v²与a成正比，所以若以v²为纵轴，m为横轴，图线为一条过坐标原点的直线，则系统的加速度大小与所受合力大小成正比．
故答案为：（1）7.25；$\frac{d}{△t}$；    （2）v²．

点评 解决本题的关键知道该实验研究的对象是系统，保证系统质量不变，改变合力，可探究加速度和合力的关系．掌握游标卡尺和螺旋测微器的读数方法，及其区别．