Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)要驗(yàn)證“牛頓第二定律”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖所示的裝置，水平軌道上安裝兩個(gè)光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤，實(shí)驗(yàn)時(shí)，調(diào)整軌道的傾角正好能平衡小車所受的摩擦力（圖中未畫出）。

(1)該實(shí)驗(yàn)中小車所受的合力________（填“等于”或“不等于”）力傳感器的示數(shù)，該實(shí)驗(yàn)________（填“需要”或“不需要”）滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量；

(2)通過實(shí)驗(yàn)可以獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車、傳感器和擋光板的總質(zhì)量M，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離為s．若某次實(shí)驗(yàn)過程中測(cè)得力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時(shí)間分別為t1、t2（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則該實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證的表達(dá)式是F=________。

Answer 1

【答案】 （1）等于 不需要 （2）

【解析】試題分析：（1）由于軌道傾角已調(diào)好，使重力的分力與摩擦力平衡，所以繩子對(duì)小車的拉力就等于小車受到的合力，力傳感器顯示的就是繩子的拉力。小車受的合力直接由傳感器顯示出來，不需要用砝碼和砝碼盤的總重力來代替了，所以就不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量。（2）由于小車過光電門的時(shí)間很短，可有平均速度代替瞬時(shí)速度，過光電門1時(shí)的速度，過光電門2時(shí)的速度，加速度，由牛頓第二定律，，代入整理可得結(jié)果。