Question

【题目】某探究学习小组的同学欲以如图装置中的滑块为对象验证“牛顿第二定律”，装置由弹簧测力计、气垫导轨、两个光电门、滑块和砝码盘（含砝码）等组成．光电门可以测出滑块的遮光条依次分别通过两个光电门的时间△t1、△t2，游标卡尺测出遮光条的宽度d，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离L，另用天平测出滑块、砝码盘（含砝码）的质量分别为M和m，不计滑轮的重量和摩擦。

(1)测量d时，某次游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）的示数如图所示，其读数为____cm ．

(2)实验操作中，下列说法正确的是__________.

A、该装置可以不平衡摩擦力，只需要将气垫导轨调节水平

B、为减小误差，实验中一定要保证质量m远小于质量M

C、实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值以减小偶然误差

D、如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时，通过两个光电门的时间△t1和△t2必相等

(3)该装置中弹簧测力计的读数F，需要验证的表达式为 F=_____________________。

(4)对质量保持不变过程，根据实验数据绘出滑块的加速度a与弹簧测力计示数F的关系图像,下图中最符合本实验实际情况的是_________

(5)对质量保持不变过程，以弹簧测力计的示数F为横坐标，加速度为纵坐标，画出的a—F图像是一条直线，图线与横坐标的夹角为θ，求得图线的斜率为k，则滑块质量可表示为__。

A． B. C.k D.

Answer 1

【答案】1.130 ACD A D

【解析】

(1)游标卡尺（主尺的最小分度为1mm）如图所示，游标卡尺精度为，其读数为。

(2)A：滑块在气垫导轨上所受摩擦力几乎为零，装置可以不平衡摩擦力，只需要将气垫导轨调节水平，滑块所受合力就等于左侧弹簧测力计读数的2倍。故A项正确。

B：实验中由弹簧测力计读数可得出滑块所受合力，没有用钩码的重力来代替绳中拉力，不需要保证质量m远小于质量M。故B项错误。

C：实验时，多次在同一条件下重复实验取遮光条通过两光电门时间的平均值可以减小偶然误差。故C项正确。

D：如果气垫导轨水平则轻推滑块匀速滑动时，滑块通过两个光电门的时间△t1和△t2必相等。故D项正确。

(3)该装置中弹簧测力计的读数F，则滑块所受合力为；对滑块从一个光电门运动到另一个光电门的过程，应用运动学公式可得：，解得：滑块加速度；则需验证的是，即。

(4)滑块所受合力为，滑块的加速度，对质量保持不变过程，图线是过原点的直线。故A项正确，BCD三项错误。

(5)滑块所受合力为，滑块的加速度，图线的斜率为k，则，解得：；由于图像横纵坐标的标度不同，所以，推不出滑块质量与的定量关系。故D项正确，ABC三项错误。