Question

【題目】如圖1所示是某同學用水平氣墊導軌探究“加速度與力的關系”的實驗裝置，他將光電門固定在導軌上的B點，吊盤（含金屬片）通過細線與滑塊相連，滑塊上固定一遮光條并放有若干金屬片，實驗中每次滑塊都從導軌上的同一位置A由靜止釋放。

（1）用游標卡尺測量遮光條的寬度d（沿滑塊運動方向的長度）如圖2所示，則d=_______mm；用螺旋測微器測量遮光條的厚度h如圖3所示，則h=_______mm。若光電計時器記錄遮光條通過光電門的時間為，則滑塊經過光電門時的速度v=_______（用所測物理量的符號表示）。

（2）若滑塊（含遮光條和金屬片）和吊盤（含金屬片）組成的系統的總質量為M，吊盤及其中的金屬片的質量為m，則滑塊從A處釋放后系統的加速度大小為a=_______（已知重力加速度為g）；

（3）現保持系統的總質量不變，通過_____________，改變m，測出多組m、v數據，在坐標紙上以m為橫軸，以__________縱軸描點作出圖象，若圖線是一條過坐標原點的直線，則系統的加速度大小與所受合力大小成正比。

Answer 1

【答案】11.704.226～4.228 增減吊盤和滑塊上的金屬片

【解析】

（1）游標卡尺的主尺讀數為11mm，游標讀數為0.05×14mm=0.70mm，則d=11.70mm，
螺旋測微器的固定刻度讀數為4mm，可動刻度讀數為0.01×22.6mm=0.226mm，則h=4.226mm．
根據極短時間內的平均速度等于瞬時速度知，滑塊經過光電門的速度v=．
（2）對系統研究，系統所受的合力為mg，根據牛頓第二定律得，系統的加速度大小a=．
（3）現保持系統的總質量不變，通過增減吊盤和滑塊中的金屬片，改變系統的合力，若a與合力成正比，則a與m成正比，根據v2=2ax知，v2與a成正比，所以若以v2為縱軸，m為橫軸，圖線為一條過坐標原點的直線，則系統的加速度大小與所受合力大小成正比．