Question

18．某实验小组利用如图甲所示的气垫导轨实验装置来探究合力一定时，物体的加速度与质量之间的关系

（1）为了保持滑块所受的合力不变，可改变滑块质量M和气垫导轨最右端高度h（见图甲）．关于“改变滑块质量M和气垫导轨最右端的高度”的正确操作方法是A
A．M减小时，h增大，以保持二者乘积不变
B．M增大时，h增大，以保持二者乘积增大
C．M增大时，h减小，以保持二者乘积减小
D．M减小时，h减小，以保持二者乘积减小
（2）做实验时，将滑块从图甲所示位置气垫导轨右端由静止释放，由数字计时器（图中未画出）可读出遮光条通过光电门1、2的时间分别为△t₁、△t₂；用刻度尺测得两个光电门中心之间的距离x，用游标卡尺测得遮光条宽度d．则滑块加速度的表达式a=$\frac{（\frac{d}{△{t}_{2}}）^{2}-（\frac{d}{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$（以上表达式均用已知字母表示）．如图乙所示，若用20分度的游标卡尺测量遮光条的宽度，其读数8.20mm．

Answer 1

分析 （1）根据对滑块的受力分析，写出滑块受到的合力的表达式，然后得出结论．
（2）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）滑块的合力F_合=Mg$\frac{h}{x}$，为了保持滑块所受的合力不变，则要求Mh的乘积不变，所以M和h 不能同时增大或减小．
故选：A
（2）（1）滑块经过光电门1时的速度表达式v₁=$\frac{d}{△{t}_{1}}$；
经过光电门2时的速度表达式v₂=$\frac{d}{△{t}_{2}}$；
则加速度为a=$\frac{{v}_{2}^{2}-{v}_{1}^{2}}{2x}$=$\frac{（\frac{d}{△{t}_{2}}）^{2}-（\frac{d}{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$；
游标卡尺的读数由主尺和游标尺两部分组成．主尺的刻度的8mm，游标尺上的第4个刻度与上边对齐，所以读数是：0.05×4=0.20mm，总读数为8.20mm．
故答案为：（1）A；（2）$\frac{（\frac{d}{△{t}_{2}}）^{2}-（\frac{d}{△{t}_{1}}）^{2}}{2x}$，8.20

点评 考查通过平均速度求瞬时速度的方法，掌握运动学公式求加速度的应用，知道20分度的游标卡尺的精确度．并能够用力学知识找出M和h的关系．