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B处安装了一个光电门，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处由静止释放．

（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）下列实验要求不必要的是______ （填选项前字母）．

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

（3）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象，研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出______图象（填“t-F”“t²-F”“-F”或“-F”），若增大滑块的质量，则该图象的斜率将______（填“增大”“减小”或“不变”），若增大滑块释放处到光电门的距离，则该图象的斜率将______（填“增大”“减小”或“不变”）．

Answer

2.25 A 减小 增大

【解析】

（1）[1]．由图知第6条刻度线与主尺对齐，d=2mm+5×0.05mm=2.25mm；

（2）[2]．A、拉力是直接通过传感器测量的，故与滑块质量和钩码质量大小关系无关，故A不必要；

B、应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B必要；

C、应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C必要；

D、要保持拉线方向与木板平面平行，拉力才等于合力，故D必要；

（3）[3][4][5]．由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有：

v2=2aL

则有

且牛顿第二定律为

那么

即

斜率为

增大滑块的质量，图象的斜率将减小；增大滑块释放处到光电门的距离，则该图象的斜率将增大；所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出-F图象．