Question

如圖1所示是某同學探究小車加速度與力的關系的實驗裝置，他將光電門固定在水平軌道上的B點，用不同重物通過細線拉同一小車，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．

（1）若用10分度的游標卡尺測出遮光條的左右方向的寬度d，如圖2所示，則寬度為

4.6

mm，實驗時將小車從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t，則小車經(jīng)過光電門時的速度為v=

d

△t

（用字母表示）．
（2）測出多組重物的質量m和對應遮光條通過光電門的時間△t，通過描點作出線性圖象，研究小車加速度與力的關系．處理數(shù)據(jù)時應作出

D

圖象．
A．△t-m    B．△t²-m    C．

1

△t

-m    D．

1

△t2

-m
（3）有一位同學通過實驗測量作出的圖線如圖3所示，試分析①線不通過坐標原點的原因是

沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足

；②圖線上部彎曲的原因是

不滿足小車的質量遠遠大于重物的質量

．

Answer 1

分析：（1）游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀，由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v²=2as，a=

v2

2s

=

( d △t )2

2s

=

d2

2s(△t)2

，而a=

F

M

=

mg

M

，所以

1

(△t)2

=

2gs

d2M

m
（3）根據(jù)“探究加速度與力、質量的關系”實驗原理結合圖象特點即可正確回答．

解答：解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為4mm，游標讀數(shù)為0.1×6mm=0.6mm，
所以最終讀數(shù)為：4mm+0.6mm=4.6mm
由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度v=

d

△t

；
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質量M不變，因此有：v²=2as，a=

v2

2s

=

( d △t )2

2s

=

d2

2s(△t)2

，而a=

F

M

=

mg

M

，所以

1

(△t)2

=

2gs

d2M

m
所以要畫出

1

△t2

-m圖象，故選D
（3）開始當小車掛上重物時，加速度卻為零，線性圖象不通過坐標原點，故導致圖象不過原點的原因是木板傾角偏�。�即說明操作過程中沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足．隨著重物質量不斷的增大，已經(jīng)不滿足小車的質量遠遠大于重物的質量，所以圖象出現(xiàn)彎曲．
故答案為：（1）4.6；

d

△t

；（2）D；（3）沒有平衡摩擦力或者平衡摩擦力不足；不滿足小車的質量遠遠大于重物的質量

點評：常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．