Question

为了探究加速度与力的关系，使用如下图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑块通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间Δt₁、Δt₂都可以被测量并记录，滑块连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M挡光片宽度为D，光电门间距离为x，牵引砝码的质量为m．回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，如果得到Δt₁   Δt₂（选填“=”“<”“>”）就可以证明气垫导轨已经水平．

（2）若取M=0．4 kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是      ．

A．m₁="5" g B．m₂="15" g

C．m₃=40g D．m₄=400g

（3）在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得加速度的表达式为    （用Δt₁、Δt₂、D、x表示）．

（4）此图线的AB段明显偏离直线，造成此误差的主要原因是       ．

A．小车与轨道之间存在摩擦

B．导轨保持了水平状态

C．所挂钩码的总质量太大

D．所用小车的质量太大

Answer

（1）（2）D（3）（4）C

【解析】试题分析：（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，在不挂重物的情况下轻推滑块，若滑块做匀速直线运动，即滑块通过光电门速度相等，则光电门的挡光时间相等，即，证明气垫导轨已经水平．

（2）在实验中，认为m的重力等于滑块所受的合力，所以m的质量应远小于M的质量，故选D．

（3）滑块经过光电门的速度，，则根据据，得

（4）对M和m整体分析，有，则绳子的拉力，当m远小于M时，拉力等于m的重力，知图线的斜率表示M质量的倒数，当m比较大时，此时图线的斜率实际上表示M+m之和的倒数，所以图线斜率明显变小，偏离直线，故C正确，

考点：探究加速度与力的关系实验

【名师点睛】解决本题的关键理解实验的原理，知道当m的质量远小于M的质量，m的重力可以认为等于M所受的合力．