Question

某同学用图示的实验装置探究加速度与力的关系。他在气垫导轨旁安装了一个光电门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，力传感器可直接测出绳中拉力大小，传感器下方悬挂钩码。改变钩码数量，每次都从A处由静止释放滑块。已知滑块（含遮光条）总质量为M，导轨上遮光条位置到光电门位置的距离为L。请回答下面相关问题。

(1)如图，实验时用游标卡尺测得遮光条的宽度为___  。某次实验中，由数字毫秒计记录遮光条通过光电门的时间为t，由力传感器记录对应的细线拉力大小为F，则滑块运动的加速度大小应表示为____（用题干已知物理量和测得物理量字母表示）。

(2)下列实验要求中不必要的是（_________）

A．应使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量

B．应使遮光条位置与光电门间的距离适当大些

C．应将气垫导轨调节至水平

D．应使细线与气垫导轨平行

Answer

0.96cm A

【解析】

(1)[1]游标卡尺的主尺读数为9mm，游标尺上第12个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标读数为12×0.05mm=0.60mm，所以最终读数为：

[2]已知初速度为零，位移为，要计算加速度，需要知道末速度，故需要由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间，末速度：

由得：

(2)[3]A.拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，不必要使滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，故A符合题意；

B.应使位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故B不符合题意；

C.应将气垫导轨调节水平，使拉力才等于合力，故C不符合题意；

D.要保持拉线方向与气垫导轨平行，拉力才等于合力，故D不符合题意。