Question

（1）如图所示的装置由气垫导轨、两个光电门、滑块和沙桶等组成．光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，另用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．下面说法正确的是

ABD

（选填字母代号）．
A．用该装置可以测出滑块的加速度
B．用该装置验证牛顿第二定律，要保证拉力近似等于沙桶的重力，必须满足m＜M
C．可以用该装置验证机械能守恒定律，但必须满足m＜M
D．用该装置可以验证动能定理
（2）在验证力的平行四边形定则实验中，如图甲、乙所示，某同学分别用弹簧秤将橡皮条的结点拉到同一位置O，记下甲图中弹簧秤的拉力：F₁=2.0N、F₂=2.6N；乙图中弹簧秤的拉力：F′=3.6N，力的方向分别用虚线OB、OC和OD表示．请你按图中的比例尺，在丙图中作出F₁、F₂ 的合力与F′的图示．

Answer 1

分析：（1）该实验装置能够测量的物理量有滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，两个光电门的距离，用天平测出滑块和沙桶的质量分别为M和m．根据选项中实验的工作原理可以正确解答本题．
（2）根据力的三要素，利用平行四边形定制，可以正确得出合力与F′的图示．

解答：解：（1）A、光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，运用匀变速直线运动的公式v2-

v

2 0

=2ax可以求解加速度，故A正确；
B、设绳子上拉力为F，对小车根据牛顿第二定律有：
F=Ma    ①
对砂桶和砂有：mg-F=ma   ②
F=

mgM

M+m

=

mg

1+ m M

，由此可知当M＞＞m时，砂和砂桶的重力等于绳子的拉力，故B正确；
C、该装置中滑块所受的合力不是重力，所以机械能不守恒，不可以用该装置验证机械能守恒定律，故C错误；
D、用该装置光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，满足M≥m，滑块的合力就近似等于沙桶的重力，导轨标尺可以测出两个光电门间的距离，这样就可以求出拉力做功，可以验证动能定理，故D正确．
故选ABD
（2）根据平行四边形定则得出合力与F′的图示如下所示：

点评：光电门可以测出滑块分别通过两个光电门的瞬时速度，运用匀变速直线运动的公式求解加速度，清楚验证牛顿第二定律实验的工作原理，根据实验的原理，结合实验装置能够测量的物理量判断问题；注意平行四边形定则在力的合成中的应用．