Question

【題目】某同學利用圖甲所示的裝置設計一個“用阻力補償法探究加速度與力、質量的關系”的實驗。如圖中AB是水平桌面，CD是一端帶有定滑輪的長木板，在其表面不同位置固定兩個光電門，小車上固定著一擋光片。為了補償小車受到的阻力，將長木板C端適當墊高，使小車在不受牽引時沿木板勻速運動。用一根細繩一端拴住小車，另一端繞過定滑輪掛一托盤，托盤中有一砝碼調節定滑輪的高度，使細繩的拉力方向與長木板的上表面平行，將小車靠近長木板的C端某位置由靜止釋放，進行實驗。剛開始時小車的總質量遠大于托盤和砝碼的總質量。

(1)用游標卡尺測量擋光片的寬度d，如圖乙所示，其讀數為_____cm；

(2)某次實驗，小車先后經過光電門1和光電門2時，連接光電門的計時器顯示擋光片的擋光時間分別為t1和t2，此過程中托盤未接觸地面。已知兩個光電門中心之問的間距為L，則小車的加速度表達式a（______）（結果用字母d、t1、t2、L表示）；

(3)某同學在實驗中保持小車總質量不變，增加托盤中砝碼的個數，并將托盤和砝碼的總重力當做小車所受的合力F，通過多次測量作出aF圖線，如圖丙中實線所示。試分析上部明顯偏離直線的原因是_____。

Answer 1

【答案】0.170 托盤和砝碼的總質量過大，小車所受合力與托盤和砝碼的總重力相差越來越大

【解析】

(1)[1]游標卡尺的主尺讀數為：1mm，游標尺的刻度第14個刻度與上邊的刻度對齊，所以讀數為：0.05×14=0.70mm，所以d=1mm+0.70mm=1.70mm=0.170cm；

(2)[2]小車做勻變速直線運動，根據勻變速直線運動速度位移公式

得

(3)[3]實驗時，小車的合外力認為就是托盤和砝碼的總重力mg，只有在Mm時，才有

圖線才接近直線，一旦不滿足Mm，描出的點的橫坐標就會向右偏離較多，造成圖線向右彎曲，所以圖線上部明顯偏離直線的原因是托盤和砝碼的總質量過大，小車所受合力與托盤和砝碼的總重力相差越來越大。