Question

光电计时器是一种研究物体运动情况的常见仪器．当有物体从光电门通过时，光电计时器就可以显示物体的挡光时间．现利用如图甲所示装置探究物体的加速度与合外力、质量关系，其 NQ是水平桌面，PQ是一端带有滑轮的长木板，1、2是固定在木板上的两个光电门（与之连接的两个光电计时器没有画出）．小车上固定着用于挡光的窄片K，测得其宽度为d，让小车从木板的顶端滑下，光电门各自连接的计时器显示窄片K的挡光时间分别为t₁和t₂．

（1）在研究实验前，让小车不挂沙桶，在P端适当垫一小木块，让小车自由滑下，如果发现                ，即可判断小车近似做匀速直线运动，即平衡了摩擦力，也就是后面进行验证实验时，小车所受的合外力F就等于                ；

（2）该实验中，在改变小车的质量M或沙桶的总质量m时，保持M >>m，这样做的目的是                                 ；

（3）为了计算出小车的加速度，除了测量d、t₁和t₂之外，还需要测量           ，若上述测量的物理量用x表示，则用这些物理量计算加速度的表达式为a =            。

Answer

（1）t1和t2在误差的范围内近似相等       绳的拉力

（2）绳的拉力近似等于沙桶的总重力mg

（3）两光电门之间的距离     

【解析】

试题分析：（1）如果小车匀速直线运动，通过两个宽度都是的光电门速度相等，因此时间相等。平衡后出去拉力外即合外力为0，因此后面验证时合外力就只剩下了拉力。

（2）该实验中，小车和沙桶一起运动，绳子拉力，若则有

（3）根据光电门的宽度d和通过光电门的时间t1和t2可以计算通过两个光电门的速度和，根据匀变速直线运动规律得，只需要测出两个光电门之间的距离即可。

考点：光电门测速度以及匀变速直线运动规律