Question

【題目】某同學設計如圖1裝置來研究“質量一定時，加速度與合外力之間的關系”．將裝有兩個擋光片（兩者相距為s）的物塊放在水平的氣墊導軌上，細線通過滑輪懸掛著鉤碼．實驗中將鉤碼的重力當作物塊所受的合外力F，多次測量加速度a和合外力F，進而探究兩者的關系．桌面離地足夠高，滑輪離光電門足夠遠．

a.用螺旋測微器測量擋光片的寬度d，結果如圖2，其讀數為_____mm．

b.掛上鉤碼后，將物塊釋放，測得擋光片先后兩次的擋光時間分別為t1和t2，則物塊的加速度為_____．（用d、s、t1和t2表示）

c.下列說法正確的是_____．

A．實驗中應保證鉤碼質量遠大于物塊的質量

B．實驗中應保證桌面上部的細線水平

C．每次釋放物塊的初位置必須相同

D．每次釋放物塊的初位置離光電門越近，實驗誤差越小

d.利用本裝置還可以驗證機械能守恒定律，若測得鉤碼質量為m，物塊質量為M，擋光片先后兩次的擋光時間分別為t3和t4，則實驗中需要驗證的關系是_____．（用d、s、m、K、t3和t4表示）

Answer 1

【答案】 4.687 B -

【解析】（1）螺旋測微器的固定刻度讀數為4.5mm，可動刻度讀數為：0.01×18.7mm=0.187mm，
所以最終讀數為：4.5mm+0.187mm=4.687mm，
（2）由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．物塊通過光電門1速度為：v1=；物塊通過光電門2速度為：v2=；物塊做勻變速直線運動，則v22-v12=2as，則加速度為：a=；
（3）實驗中應保證鉤碼質量遠小于物塊的質量，故A錯誤；實驗中應保證桌面上部的細線水平，故B正確；每次釋放物塊的初位置不需要相同，故C錯誤；每次釋放物塊的初位置離光電門越遠，速度越大，時間越短，實驗誤差越小，故D錯誤；故選B．
（4）鉤碼重力勢能的減小量△EP=mg△h=mgs，鉤碼與滑塊的動能的增加量

所以實驗中需要驗證的關系是．