Question

（1）在“驗證牛頓第二定律”的實驗中，實驗裝置如圖，有一位同學(xué)保持小車質(zhì)量不變的情況下，通過實驗測量作出了圖乙、丙兩幅圖．



①A圖線不通過坐標(biāo)原點的原因是______．
②A圖上部彎曲的原因是______．
③B圖線在縱軸上有截距的原因是______．
（2）某同學(xué)利用氣墊導(dǎo)軌做驗證牛頓運(yùn)動定律的實驗，步驟是：
①調(diào)平氣墊導(dǎo)軌，在通氣情況下滑塊在導(dǎo)軌上不移動，然后關(guān)掉氣源
②將兩個光電門裝在氣墊導(dǎo)軌上（距導(dǎo)軌兩端均還有一定的距離），并記下兩個光電門間的距離L
③測出遮光片的寬度d，將遮光片裝在滑塊上
④將氣墊導(dǎo)軌的一端墊上一定厚度的墊片，使氣墊導(dǎo)軌兩端的高度差為h
⑤接通氣源，讓滑塊從導(dǎo)軌的一端由靜止開始下滑，記下滑塊先后經(jīng)過兩光電門的遮光時間t₁、t₂（均為毫秒級）
⑥改變墊片的厚度，使氣墊導(dǎo)軌兩端的高度差分別為2h、3h、…重復(fù)實驗
請回答以下問題：
A．該同學(xué)根據(jù)以上實驗可以求出滑塊經(jīng)過兩個光電門時的速度，其表達(dá)式是V₁=______V₂=______
B．該同學(xué)根據(jù)以上實驗可以求出滑塊經(jīng)過兩個光電門這段位移的加速度，其表達(dá)式是a=______（用直接測得的物理量字母表示）
C．該同學(xué)通過實驗得到了一組數(shù)據(jù)（見表），請你在坐標(biāo)紙中做出a-h圖象，從圖象中得到a與h的關(guān)系是：______．

序號	墊高（cm）	. a (m/s2)
1	6.00	0.437
2	5.50	0.398
3	5.00	0.364
4	4.50	0.330
5	4.00	0.289
6	3.50	0.253
7	3.00	0.217

D．該同學(xué)由以上關(guān)系下結(jié)論說：在質(zhì)量不變的情況下，滑塊的加速度與所受合外力成正比，該同學(xué)的依據(jù)是______．

Answer 1

（1）①A圖中，說明在拉力大于0時，物體的加速度為0，說明合外力為0，即繩子的拉力被摩擦力平衡了，即沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足，也就是沒有將長木板的末端抬高或抬高不夠．
②該實驗中當(dāng)小車的質(zhì)量遠(yuǎn)大于砂和砂桶質(zhì)量時，才能近似認(rèn)為細(xì)線對小車的拉力大小等于砂和砂桶的總重力大小，隨著F的增大，即隨著砂和砂桶質(zhì)量增大，逐漸的砂和砂桶質(zhì)量不再比小車質(zhì)量小的多，因此會出現(xiàn)較大誤差，圖象會產(chǎn)生偏折現(xiàn)象．
③B圖線在縱軸上有截距的原因是平衡摩擦力太過
（2）A、由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．
滑塊經(jīng)過光電門1時的瞬時速度的表達(dá)式v₁=

d

t1

，
滑塊經(jīng)過光電門2時的瞬時速度的表達(dá)式v₂=

d

t2

B、根據(jù)

v

22

-

v

21

=2ax得，


a=

1

2L

(

d2

t 22

-

d2

t 21

)
C、在坐標(biāo)紙中做出a-h圖象，
從圖象中得到a與h的關(guān)系是：加速度a與h成正比
D、小車受合外力為：F=mgsinθ=mg

h

s

（s為氣墊導(dǎo)軌的長），F(xiàn)與h成正比，故a與F成正比
故答案為：（1）①沒有平衡摩擦，或平衡摩擦不夠
②砂和砂桶的總質(zhì)量不滿足遠(yuǎn)小于小車和砝碼的總質(zhì)量
③平衡摩擦力太過
（2）A．

d

t1

，

d

t2

B．a(chǎn)=

1

2L

(

d2

t 22

-

d2

t 21

)或

d2( t 21 - t 22 )

2L t 21 t 22

（用直接測得的物理量字母表示）
C．a(chǎn)-h關(guān)系圖如圖
A和h關(guān)系是：加速度a與h成正比
D．小車受合外力為：F=mgsinθ=mg

h

s

（s為氣墊導(dǎo)軌的長），F(xiàn)與h成正比，故a與F成正比