像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光

◎ 题目

像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光时间.现利用如图所示装置设计一个“探究物体运动的加速度与合外力、质量关系”的实验,图中NQ是水平桌面、PQ是一端带有滑轮的长木板,1、2是固定在木板上间距为L的两个光电门(与之连接的两个光电计时器没有画出).可以装载钩码的小车上固定着用于挡光的窄片K,让小车从木板的顶端滑下,光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t1和t2
(1)该实验中,在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时,始终要保持M>>m,这样做的目的是______.
(2)在某次测量中,窄片K的宽度d=8.00×10-3m(已知L>>d),光电门1、2各自连接的计时器显示的挡光时间分别为t1=4.0×10-2s,t2=2.0×10-2s;用米尺测量两光电门的间距为L=0.40m,则小车的加速度大小a=______ m/s2
魔方格

◎ 答案

(1)设小车的质量为M,沙桶的质量为m,根据牛顿第二定律得:
对m:mg-F=ma
对M:F=Ma
解得:F=
mg
1+
m
M

当m<<M时,即当沙桶的总重力要远小于小车的重力,绳子的拉力近似等于沙桶的总重力.
这样做的目的是小车所受合外力大小等于(或约等于)mg.
(2)运用光电门测量瞬时速度:
v1=
d
t1
=0.2m/s
v2=
d
t2
=0.4m/s
小车的加速度大小a=
v22
-v21
2L
=0.15m/s2
故答案为:(1)小车所受合外力大小等于(或近似等于)mg
(2)0.15

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“像打点计时器一样,光电计时器也是一种研究物体运动情况的常见计时仪器,每个光电门都是由激光发射和接收装置组成.当有物体从光电门通过时,光电计时器就可以显示物体的挡光…”主要考查了你对  【实验:探究小车速度随时间变化的规律】  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。

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