◎ 题目

某探究学习小组的同学利用光电门与力传感器来验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，气垫导轨上安装两个电光门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验首先保持轨道水平，再进行后面的相关操作，并在实验中获得以下测量数据：小车、力传感器和挡光板的总质量为M，挡光板的宽度d，光电门1和2中心的距离s，某将实验过程中，力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2，且小车通过光电门2后，砝码盘才落地： （1）关于该实验中砝码和砝码盘的总质量与小车的质量关系及误差，下列分析正确的是______ A．当砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量，实验才能成功 B．本实验中应该用砝码和砝码盘的总重力代替小车的合外力 C．由于用到了力传感器，则无需砝码和砝码盘的总质量远小于车的质量 D．可近似用力传感器的示数当作小车的合外力来进行验证 （2）实验需用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，用10分度的游标卡尺测出挡光板的宽度d=______mm； （3）该实验需要验证的表达式为______．

◎ 答案

（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，而是用力传感器的示数当作小车的合外力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量，故CD正确，AB错误． 故选：CD （2）根据图2可可以推出，游标0刻度在2-3mm之间，则 游标卡尺的主尺读数为2mm，游标读数等于0.1×5mm=0.5mm，所以最终读数为：2mm+0.5mm=2.5mm． （3）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度． 滑块通过光电门1速度为：v1= d t1 滑块通过光电门2速度为：v2= d t2 根据v22-v12=2as得： a= v22-v12 2a ， 由F=Ma可知，F=M v22-v12 2a =M ( d t2 )2-( d t1 )2 2s 故答案为：（1）CD；（2）2.5；（3）F=M ( d t2 )2-( d t1 )2 2s

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析，试题“某探究学习小组的同学利用光电门与力传感器来验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置，气垫导轨上安装两个电光门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线…”主要考查了你对  【牛顿第二定律】  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。