题目内容
15．某探究实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究：当合外力一定时，物体运动的加速度与其质量之间的关系．
①由图甲中刻度尺读出两个光电门中心之间的距离s=24cm，由图乙中游标卡尺测得遮光条的宽度d=0.52cm．该实验小组在做实验时，将滑块从图甲所示位置由静止释放，由数字计时器可以读出遮光条通过光电门a的时间△t1，遮光条通过光电门b的时间△t2，则滑块经过光电门a时的瞬时速度的表达式v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$，滑块经过光电门b时的瞬时速度的表达式v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$，则滑块的加速度的表达式a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$．（以上表达式均用字母表示）
②某同学用质量为200g滑动块做实验，每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码，细绳质量可忽略，则下列曲线何者最适合描述滑块加速度随着吊挂砝码个数的变化D．
分析 知道光电门测量滑块瞬时速度的原理．
根据运动学公式求出加速度．
了解不同的测量工具的精确度和读数方法．
解答 解：①游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成．读数为0.52cm．
滑块经过光电门1时的速度表达式为：v1=$\frac{d}{△{t}_{1}}$
经过光电门2时的速度表达式为：v2=$\frac{d}{△{t}_{2}}$
则加速度为：a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$
②根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F拉=ma
对M：F拉=Ma
解得：F拉=$\frac{mMg}{M+m}$
所以小车加速度为：a=$\frac{mg}{m+M}$=$\frac{g}{1+\frac{M}{m}}$
每次实验在吊挂之处逐次增加一个质量为50g的砝码，即m增大，所以描述小车加速度随着吊挂砝码个数的变化最为适合是D，
故答案为：①0.52，$\frac{d}{△{t}_{1}}$，$\frac{d}{△{t}_{2}}$，$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2s}$；②D．
点评 对游标卡尺读数时要注意先确定游标尺的精度，主尺与游标尺的示数之和是物体的长度，注意游标卡尺不需要估读道用很短时间内的平均速度代替瞬间速度．
能够用力学知识找出M和h的关系．
练习册系列答案
53随堂测系列答案
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（1）关于探究功与物体速度变化的关系实验中，下列叙述正确的是D．
6．一质点做匀加速直线运动，通过第一段5m位移所用的时间为2s，紧接着通过下一段10m位移所用时间为1s．则该质点运动的加速度为（ ）
| A． | 3m/s2 | B． | 4m/s2 | C． | 5m/s2 | D． | 6m/s2 |
如图所示，一束电子以速度v从A点处垂直界面射入磁感应强度为B、宽度为d的匀强磁场中．穿过磁场后的速度的偏向角为30°，电子的电量为e．求：电子的质量m．
10．下列说法正确的是 （ ）
| A． | 甲、乙两个物体组成一系统，甲、乙所受合外力不均为零，则系统的动量不可能守恒 | |
| B． | 用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大 | |
| C． | 波粒二象性中的波动性是大量光子和高速运动的微观粒子的行为，这种波动性与机械波在本质上是不同的 | |
| D． | 欲使处于基态的氢原子电离，可以用动能为13.7eV的电子去碰撞 | |
| E． | 原子核式结构模型是由汤姆逊在α粒子散射实验基础上提出的 | |
| F． | 发现中子的核反应是${\;}_{4}^{9}$Be+${\;}_{2}^{4}$He→${\;}_{6}^{12}$C+${\;}_{0}^{1}$n | |
| G． | 核力是强相互作用的一种表现，任意两个核子之间都存在核力作用 | |
| H． | β衰变说明了β粒子（电子）是原子核的组成部分 |
20．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．
（1）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，这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg；
（2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运
动至光电门2所用时间”），若上述测量
量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=$\frac{{{d^2}（t_1^2-t_2^2）}}{2xt_1^2t_2^2}$（或$\frac{{d（{t_1}-{t_2}）}}{{x{t_1}{t_2}}}$）；
（3）某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系
图象．
（4）由图象可以看出，该实验存在着较大的误差，产生误差的主要原因是：木板倾角偏小（或“平衡摩擦力不足”或“末完
全平衡摩擦力”）．
（1）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，这样做的目的是小车所受合外力大小等于（或约等于）mg；
（2）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t1和t2之外，还需要测量两光电门之间的距离（或“小车由光电门1运
动至光电门2所用时间”），若上述测量
量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a=$\frac{{{d^2}（t_1^2-t_2^2）}}{2xt_1^2t_2^2}$（或$\frac{{d（{t_1}-{t_2}）}}{{x{t_1}{t_2}}}$）；
（3）某位同学经过测量、计算得到如下表数据，请在图乙中作出小车加速度与所受合外力的关系
图象．
| 组别 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
| M/kg | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 | 0.58 |
| F/N | 0.10 | 0.15 | 0.20 | 0.25 | 0.30 | 0.35 | 0.40 |
| a/m•s-2 | 0.13 | 0.17 | 0.26 | 0.34 | 0.43 | 0.51 | 0.59 |
全平衡摩擦力”）．
有一个标有“2.5V 0.3A”字样的小灯泡，现要测定其在0到2.5V的区间内不同电压下的电功率，并作出其电功率P与其两端电压的平方U2的关系曲线．有下列器材可供选择：
4．如图所示，整个装置处于静止状态，试分析A、B两个物体分别受几个力作用（ ）
| A． | 5 2 | B． | 4 2 | C． | 3 2 | D． | 2 2 |
