Question

如图甲所示是某同学探究加速度与力的关系的实验装置，他在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条，滑块用细线绕过气垫导轨左端的定滑轮与力传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处静止释放。

（1）该同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d＝_______mm；

（2）实验时，测量A位置到光电门的距离L，将滑块从A位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门B的时间t；

（3）下列不必要的一项实验要求是_______（请填写选项前对应的字母）。

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使 A 位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节水平

D．应使细线与气垫导轨平行

（4）改变钩码的质量，测出对应的力传感器的示数 F 和遮光条通过光电门的时间 t，通过描点作出线性图像，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______图像（选填“t²—F”“—F”或“—F”）。

Answer

2.25 A

【解析】

考查实验“探究加速度与力的关系”。

（1）[1]．主尺读数2mm，游标尺第5格对齐，读数为，则遮光条的宽度：

；

（3）[2]．

A．本实验有力的传感器直接测量绳的拉力，没有认为钩码和力传感器的总重力为绳的拉力，不需要满足滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量的条件，即A选项不必要；

B．由于光电门测的是遮光片通过光电门的平均速度，当通过光电门的时间t趋于0时，可认为是通过光电门时的瞬时速度，使A位置与光电门间的距离适当大些，通过光电门时的速度大一些，时间就短一些，误差更小，所以B选项是必要的；

C．气垫导轨实验时，通过气体把滑块托起，不接触轨道，无摩擦，不需要平衡摩擦力，所以应将气垫导轨调节水平，C选项是必要的；

D．使细线与气垫导轨平行，即拉力全部提供加速度，减小误差，D选项是必要的；

故选A。

（4）[3]．由牛顿第二定律：

从A位置到光电门做匀加速直线运动：

所以加速度为：

联立解得：

由式可知，与F成线性关系，所以应作图像。