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实验：探究加速度与力、质量的关系
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为了探究加速度与力的关系，使用如图1的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以
网友投稿 2022-10-27 00:00:00 互联网
◎ 题目
为了探究加速度与力的关系，使用如图1的气垫导轨装置进行实验．其中G
1
、G
2
为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G
1
、G
2
光电门时，光束被遮挡的时间△t
1
、△t
2
都可以被测量并记录，滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，两个光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：
（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，其方法是：在不挂砝码的情况下，将滑行器自由放在导轨上，如果滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑行器后，能使滑行器______运动，说明气垫导轨是水平的．
（2）若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值最不合适的一个是______．
A．m
1
=5gB．m
2
=15gC．m
3
=40gD．m
4
=400g
（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为a=______（用△t
1
、△t
2
、D、x表示）．
（4）在验证牛顿第二定律的实验中，某同学作出的a-
1
M
关系图象如图2．从图象可以看出，作用在研究对象上的恒力F=______N，当物体的质量M=5kg时，它的加速度a=______m/s
2
．
◎ 答案
（1）如果滑行器能在任意位置静止不动，或轻轻推滑行器后，能使滑行器匀速运动，说明气垫导轨是水平的．
（2）根据牛顿第二定律得，整体的加速度a=
mg
M+m
，隔离对滑行器分析，绳子的拉力F=Ma=
Mmg
M+m
=
mg
1+
m
M
，知到那个m远小于M时，砝码的重力等于滑行器的合力．所以最不合适的是：D．
（3）滑行器通过光电门1、2的速度
v
1
=
D
△
t
1
，
v
2
=
D
△
t
2
，根据速度位移公式
v
2
2
-
v
1
2
=2ax
得，a=
v
2
2
-
v
1
2
2x
=
(
D
△
t
2
)
2
-(
D
△
t
1
)
2
2x
．
（4）图线的斜率等于恒力F的大小，即F=
1
0.4
=2.5N
，则物体的质量M=5kg时，它的加速度a=
F
M
=
2.5
5
m/
s
2
=0.5m/
s
2
．
故答案为：（1）匀速 （2）D （3）
(
D
△
t
2
)
2
-(
D
△
t
1
)
2
2x
，
（4）2.5，0.5
◎ 解析
“略”
◎ 知识点
专家分析，试题“为了探究加速度与力的关系，使用如图1的气垫导轨装置进行实验．其中G1、G2为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G1、G2光电门时，光束被遮挡的时间△t1、△t2都可以…”主要考查了你对 【实验：探究加速度与力、质量的关系】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202210/330405.html
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