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    14．如图甲所示是某同学探宄加速度与力的关系的实验装置．他在气垫导轨上安装了一个光电门B，在滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连（力传感器可测得细线上的拉力大小），力传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

    （1）该同学用50分度的游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=2.10mm

    （2）下列不必要的一项实验要求是D；
    A．将气垫导轨调节水平                 B．使A位置与光电门间的距离适当大些
    C．使细线与气垫导轨平行                D．使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
    （3）实验时，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t，测量出滑块在A位置时遮光条到光电门的距离x，则滑块的加速度a=$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$（用d、t、x表示）
    （4）为探究滑块的加速度与力的关系，改变钩码质量．测出对应的力传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点要作出它们的线性关系图象，处理数据时纵轴为F，横轴应为D．
    A．t            B．t2            C．$\frac{1}{t}$            D．$\frac{1}{{t}^{2}}$．

    分析 （1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；
    （2）用细线拉力表示合力，要考虑摩擦力的影响；
    （3）滑块经过光电门时的瞬时速度可近似认为是滑块经过光电门的平均速度．根据运动学公式解答；
    （4）结合牛顿第二定律求出表达式分析即可．

    解答 解：（1）由图知第5条刻度线与主尺对齐，d=2mm+5×0.02mm=2.10mm；
    （2）A、应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故A必要；
    B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B必要；
    C、要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故C必要；
    D、拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故D不必要；
    本题选不必要的，故选：D
    （3）由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：v2=2as，v=$\frac{d}{t}$，解得：a=$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$；
    （4）根据牛顿第二定律得：a=$\frac{F}{M}$，则：$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$=$\frac{F}{M}$，则：F=$\frac{M{d}^{2}}{2x}$$\frac{1}{{t}^{2}}$，所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出F-$\frac{1}{{t}^{2}}$图象．故选：D；
    故答案为：（1）2.10；（2）D；（3）$\frac{{d}^{2}}{2x{t}^{2}}$；（4）D．

    点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．

    练习册系列答案
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    A．5：4B．4：5C．5：1D．1：5

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    A．220 V指的是交流电压的峰值
    B．变压器可以变换交流电的电压、功率和频率
    C．发电机转子的转速为3 000 r/min
    D．采用远距离高压输电可减小输电线的电阻及电线上的电流

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    2．如图甲所示的光电门传感器是测定物体通过光电门的时间的仪器．其原理是发射端发出一束很细的红外线到接收端，当固定在运动物体上的一个已知宽度为d的挡光板通过光电门挡住红外线时，和它连接的数字计时器可记下挡光的时间△t，则可以求出运动物体通过光电门时的瞬时速度大小．

    （1）为了减小测量瞬时速度的误差，应选择宽度比较窄（选填“宽”或“窄”）的挡光板．
    （2）图乙是某同学利用光电门传感器探究小车加速度与力之间关系的实验装置，他将该光电门固定在水平轨道上的B点，用不同重物通过细线拉同一小车，小车每次都从同一位置A点静止释放．
    ①如图丙所示，用游标卡尺测出挡光板的宽度d=7.40mm，实验时将小车从图乙A点静止释放，由数字计时器记下挡光板通过光电门时挡光时间间隔△t=0.02s，则小车通过光电门时的瞬时速度大小为0.37m/s；（结果保留两位有效数字）
    ②实验中设小车的质量为m1，重物的质量为m2，则在m1与m2满足关系式m1＞＞m2时可近似认为细线对小车的拉力大小与重物的重力大小相等；
    ③测出多组重物的质量m2和对应挡光板通过光电门的时间△t，并算出小车经过光电门时的速度v，通过描点作出两物理量的线性关系图象，可间接得出小车的加速度与力之间的关系．处理数据时应作出v2-m2图象（选填“v2-m1”或“v2一m2”）；
    ④某同学在③中作出的线性关系图象不过坐标原点，如图丁所示（图中的m表示m1或m2），其可能的原因是操作过程中平衡摩擦力过量．

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    科目：高中物理 来源： 题型：解答题

    9．在研究弹簧的伸长与外力的关系的实验中，将弹簧水平放置测出其自然长度，然后竖直悬挂让其自然下垂，在其下端竖直向下施加外力F，实验过程是在弹簧的弹性限度内进行的，用记录的外力F与弹簧的伸长量x作出的F-x图线如图所示．
    （1）该图线不过原点的原因是弹簧在竖直悬挂自然下垂时在自身重力作用下已有一定量的伸长．
    （2）由图可知，该弹簧受到的拉力每增加1N，弹簧的伸长增加2.0cm．

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    19．如图所示，倾角θ=37°的光滑且足够长的斜面固定在水平面上，在斜面顶端固定一个轮半径和质量不计的光滑定滑轮D，质量均为m=1kg的物体A和B用一劲度系数k=240N/m的轻弹簧连接，物体B被位于斜面底端且垂直于斜面的挡板P挡住．用一不可伸长的轻绳使物体A跨过定滑轮与质量为M的小环C连接，小环C穿过竖直固定的光滑均匀细杆，当整个系统静止时，环C位于Q处，绳与细杆的夹角α=53°，且物体B对挡板P的压力恰好为零．图中SD水平且长度为d=0.2m，位置R与位置Q关于位置S对称，轻弹簧和定滑轮右侧的绳均与斜面平行．现让环C从位置R由静止释放，sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2．求：
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    10．如图所示，一物体m沿粗糙固定斜面加速下滑，在滑动过程中，物体m受到的力是（　　）
    A．重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的下滑力
    B．重力、支持力、摩擦力、沿斜面向下的惯性力
    C．重力、支持力、摩擦力、垂直斜面向下的压力
    D．重力、支持力、摩擦力

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