◎ 题目

光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门．小车上固定着用于挡光的窄片，让小车从木板的顶端滑下，光电门连接数据采集器，并把数据采集器和计算机连接，打开软件． ①该实验中，为了探究a与F 关系，必须使用的物理方法是______． ②已知窄片的宽度为d，计算机显示的光电门1、2的挡光时间分别为t1、t2．用米尺测量光电门间距为L（L远大于d），则小车的加速度表达式a=______（用题中所给的字母表示）． ③有位同学通过测量，作出a-F图线，如图乙中的实线所示．试分析：乙中图线不通过坐标原点的原因是______； 乙中图线上部弯曲的原因是______．

◎ 答案

①在研究物体的“加速度、作用力和质量”三个物理量的关系时，由于变量较多，因此采用了“控制变量法”进行研究．探究a与F关系时，保持小车的质量m一定，研究a与F的关系． ②由于窄片K的宽度为d很小，因此可以利用其平均速度代替物体的瞬时速度， 故窄片K通过光电门1的速度表达式为：v1= d t1 窄片K通过光电门2的速度表达式：v2= d t2 根据运动学公式：v2-v02=2ax有： a= v22-v12 2L = d2 2L ( 1 t22 - 1 t12 ) ③根据乙图可知，当没有挂砂和砂桶时，小车产生了加速度，因此说明平衡摩擦力时木板倾角太大；随着F的增大，即砂和砂桶质量的增大，不在满足砂和砂桶远小于小车的质量，因此曲线上部出现弯曲现象． 故答案分别为： ①控制变量法 ②a= d2 2L ( 1 t22 - 1 t12 ) ③平衡摩擦力时木板倾角太大，没有满足小车质量远大于砂和砂桶的质量．

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“光电门传感器也是一种研究物体运动情况的计时仪器，现利用图甲所示装置设计一个“验证物体产生的加速度与合外力、质量关系”的实验，图中NO是水平桌面，PO是一端带有滑轮的长木…”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。