Question

某研究性学习小组采用如图甲所示的装置，探究物体的加速度与所受合外力的关系．提供器材有：气垫导轨（总长度为L）、滑块（总质量为m，装有宽度为d的遮光板）、光电门两只（配接数字计时器）、木块若干、米尺．在一次实验中，测出两光电门AB间的距离为L．，导轨顶端距水平面的高度为h，接通气源，让滑块从导轨顶端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门1的时间为t_l，通过光电门2的时间为t₂，重力加速度为g

（1）通过改变气垫导轨与水平面的夹角，改变合外力大小，探究滑块从导轨顶端由静止开始运动的加速度与所受合外力的关系．上述实验中滑块所受合外力大小可表示为F=______，加速度大小为a=______

1-

t

2 2

)2L

t

2 1

t

2 2

Answer

根据在很短位移内的平均速度等于瞬时速度求出通过光电门的速度，根据匀变速运动的公式v2=2aL，求出加速度．
【解析】
（1）滑块在斜面上受重力和支持力，将重力分解得
滑块所受合外力大小
挡光条宽度d很小，挡光时间很短，因此可以用平均速度来代替瞬时速度，故滑块通过光电门的瞬时速度为：
根据匀变速运动的公式v2=2aL，a=
（2）图线中看出F不等于零时，加速度还为零，说明滑块在运动过程中受到阻力的缘故．
（3）滑块在AB间运动过程物块下降的高度：
机械能守恒的表达式可表示为
保持其他条件不变，只调整光电门2的位置，增大Lo，发现空气的平均阻力f随之增大，究其本质，是因为随L的增大，滑块的速度就增大，说明空气阻力与速度有关．
故答案为：（1），
（2）滑块在运动过程中受到阻力的缘故；
（3）；速度．