某同学在研究加速度与质量的关系时.设计了如图所示的实验装置.其中细绳下的重物的质量用m表示.小车和车上的配重总质量用M表示.两个光电门可以记录遮光条经过光电门的遮光时间t1和t2.只要测量出两光电门之间的距离和遮光条的宽度便可以计算出小车的加速度．(1)实验中该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度.结果如图乙所示.读数为4.20mm．(2)该同学在完全平衡摩擦� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

题目内容

15．某同学在研究加速度与质量的关系时，设计了如图所示的实验装置，其中细绳下的重物的质量用m表示，小车和车上的配重总质量用M表示，两个光电门可以记录遮光条经过光电门的遮光时间t₁和t₂，只要测量出两光电门之间的距离和遮光条的宽度便可以计算出小车的加速度．

（1）实验中该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度，结果如图乙所示，读数为4.20mm．
（2）该同学在完全平衡摩擦力以后，多次改变M的值，记录了多组数据，以小车的加速度为纵轴，以相关的质量为横轴，作出下列图象丙，其中符合实验事实的是AD．

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，由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度．
（2）根据“探究加速度与力、质量的关系”实验原理结合图象特点即可正确回答．

解答解：（1）游标卡尺的主尺读数为4mm，游标第4刻度与上边对齐，读数为0.05×4mm=0.20mm，
所以最终读数为：4mm+0.20mm=4.20mm
（2）A、该实验中，为消除摩擦力对实验的影响，可以把木板D的左端适当垫高，以使小车的重力沿斜面分力和摩擦力抵消，那么小车受到的合力就是绳子的拉力．
根据牛顿第二定律得：
对m：mg-F_拉=ma
对M：F_拉=Ma
解得：F_拉=$\frac{mMg}{m+M}=\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$
所以当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力时：a=$\frac{mg}{m+M}$，可知以M+m为横坐标，a的图线是过坐标原点的直线．故A正确，B错误；
C、当M＞＞m时，即当重物重力要远小于小车的重力，绳子的拉力近似等于重物的总重力，则加速度a近似等于$\frac{mg}{M}$，a的图线是过坐标原点的图线；
若m继续增大，则a=$\frac{1}{M}•\frac{mg}{1+\frac{m}{M}}$可知a-$\frac{1}{M}$的图线将向下弯曲．故C错误，D正确
故选：AD
故答案为：（1）4.20；（2）AD

点评常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

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6．

小明通过研究发现，劲度系数为k，压缩量为x 的弹簧在恢复到原长的过程中对外做的功可以表示为W=$\frac{1}{2}$kx²．于是设计了如图的装置探究功与速度变化的关系．将弹簧放置在外带刻度的水平气垫导轨上，左端固定，自然状态时右端在O 点；在O 点右侧的B、C 位置各安装一个光电门，计时器（图中未画出）与两个光电门相连．将带有遮光片的滑块（可视为质点）压缩弹簧到某位置A由静止释放，计时器显示遮光片从B 到C 所用的时间t，在刻度尺上读出A、O 之间的距离x．改变A 点的位置，重复上述操作，可以记录多组数据．不考虑各种阻力，完成下列填空．
（1）若要计算滑块离开弹簧时的速度v，还必需测量的物理量有两光电门之间的距离L（或BC间的距离BC）（填名称与符号），计算速度
的表达式为v=$\frac{L}{t}$ （符号表示）．
（2）小明在实验中记录的数据如表所示

x（cm）	1.00	2.00	3.00	4.00	5.00
x²（cm²）	1.00	4.00	9.00	16.00	25.00
t（×10^-2s）	5.98	2.99	1.99	1.50	1.20
$\frac{1}{t}$（s^-1）	16.7	33.4	50.3	66.7	83.3
$\frac{1}{{t}^{2}}$（s^-2）	280	1119	2525	4444	6944