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像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用如圖所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．可以裝載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．
（1）該實驗中，在改變小車的質量M或沙桶的總質量m時，始終要保持M＞＞m，這樣做的目的是
小車所受合外力大小等于（或近似等于）mg
小車所受合外力大小等于（或近似等于）mg
．
（2）在某次測量中，窄片K的寬度d=8.00×10-3m（已知L＞＞d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=
0.15
0.15
 m/s2．
分析：解決實驗問題首先要掌握該實驗原理，了解實驗的儀器、操作步驟和數據處理以及注意事項．
為消除摩擦力對實驗的影響，可以把木板的左端適當墊高，沙桶的總重力要遠小于小車的重力，可使小車的合力近似等于沙桶總重力來測量．
光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法．由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．
解答：解：（1）設小車的質量為M，沙桶的質量為m，根據牛頓第二定律得：
對m：mg-F拉=ma
對M：F拉=Ma
解得：F拉=
mg
1+
m
M

當m＜＜M時，即當沙桶的總重力要遠小于小車的重力，繩子的拉力近似等于沙桶的總重力．
這樣做的目的是小車所受合外力大小等于（或約等于）mg．
（2）運用光電門測量瞬時速度：
v1=
d
t1
=0.2m/s
v2=
d
t2
=0.4m/s
小車的加速度大小a=
v
2
2
-v
2
1
2L
=0.15m/s2
故答案為：（1）小車所受合外力大小等于（或近似等于）mg
（2）0.15
點評：對于實驗我們要清楚每一項操作存在的理由．比如為什么要平衡摩擦力，為什么要先接通電源后釋放紙帶等．
這樣問題我們要從實驗原理和減少實驗誤差方面去解決．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，其結構如圖甲所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用圖乙所示裝置設計一個“驗證物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面，PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2

（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度d=0.50cm（已知L＞＞d）光電門1，2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=2.50×10-2s，t2=1.25×10-2s．則窄片K通過光電門Ⅰ時的速度為
0.2m/s
0.2m/s

（2）用米尺測量兩光電門間距為L，則小車的加速度表達式a=
(t
2
1
-
t
2
2
)d2
2
Lt
2
1
t
2
2
(t
2
1
-
t
2
2
)d2
2
Lt
2
1
t
2
2

（各量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）
（3）該實驗中，為了探究a與F的關系，要保持小車的質量M不變，這種探究方法叫
控制變量法
控制變量法
，有位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a一F圖線．如上圖丙中的實線所示，試分析：
圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角過大
平衡摩擦力時木板傾角過大

圖線上部彎曲的原因是
沒有滿足小車質量M運大于砂和砂筒的質量m
沒有滿足小車質量M運大于砂和砂筒的質量m
．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用如圖1所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為l的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．
 
（1）用游標卡尺測量窄片K的寬度（如圖2）d=
5.15×10-3
5.15×10-3
m（已知l＞＞d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=2.50×10-2s、t2=1.25×10-2s；
（2）用米尺測量兩光電門的間距為l，則小車的加速度表達式a=
a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2l
t
2
1
t
2
2
a=
(
t
2
1
-
t
2
2
)d2
2l
t
2
1
t
2
2
（各量均用（1）（2）里的已知量的字母表示）；
（3）該實驗中，為了把砂和砂桶拉車的力當作小車受的合外力，就必須平衡小車受到的摩擦力，正確的做法是
不掛砂和砂桶，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電計時器的讀數相等為止
不掛砂和砂桶，調節(jié)長木板的傾角，輕推小車讓其下滑，直至兩個光電計時器的讀數相等為止
；
（4）某位同學通過測量，把砂和砂桶的重量當作小車的合外力F，作出a-F圖線．如圖3中的實線所示．試分析：圖線不通過坐標原點O的原因是
平衡摩擦力時木板傾角太大
平衡摩擦力時木板傾角太大
；曲線上部彎曲的原因是
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
沒有滿足小車質量遠大于砂和砂桶的質量
．

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科目：高中物理 來源： 題型：

（2011?湖南模擬）像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示，a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用圖2所示裝置測量滑塊經過斜面上相隔lm左右的兩個光電門時的速度，圖中MN是水平桌面，Q是木板與桌面的接觸點，1和2是固定在木板上適當位置的兩個光電門，與之連接的兩個光電計時器沒有畫出．讓滑塊從木板的頂端滑下，光電門l、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為5.0×10-2s和2.0×10-2s．用游標卡尺測量小滑塊的寬度d，示數如圖3所示．
（1）讀出滑塊的寬度d=
5.015
5.015
cm；
（2）滑塊通過光電門1的速度v1=
1.0
1.0
m/s（計算結果保留兩位有效數字），滑塊通過光電門2的速度v2=
2.5
2.5
m/s（計算結果保留兩位有效數字）．

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科目：高中物理 來源： 題型：

像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常用計時儀器，其結構如圖1所示．a、b分別是光電門的激光發(fā)射和接收裝置如圖2所示，當有物體從a、b間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現有一放在氣墊導軌上的滑塊通過光電門，用最小刻度為1mm的刻度尺測量滑塊上擋光片的寬度d，示數如圖3所示，則：
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vB vC vD vE vF
v/（m．s-1）
（1）讀出擋光片的寬度為d=
 
cm
（2）滑塊上換裝了另一個寬度為3.0cm的遮光片，滑塊在牽引力作用下先后通過兩個光電門，配套的數字毫秒計記錄了遮光板通過第一個光電門的時間為△t1=0.29s，通過第二個光電門的時間為△t2=0.11s，遮光板從開始遮住第一個光電門到開始遮住第二個光電門的時間為△t=3.57s，則滑塊的平均加速度約為：
A.1.8cm/s2，B.7.8cm/s2    C.9.0cm/s2    D以上結論都不對．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

精英家教網I．一個實驗小組在“探究彈力和彈簧伸長的關系”的實驗中，使用兩條不同的輕質彈簧 a和b，得到彈力與彈簧長度的圖象如圖所示．下列表述正確的是
 
．
A．a的原長比b的短；
B．a的勁度系數比b的大；
C．a的勁度系數比的��；
D．測得的彈力與彈簧的長度成正比；
II．像打點計時器一樣，光電計時器也是一種研究物體運動情況的常見計時儀器，每個光電門都是由激光發(fā)射和接收裝置組成．當有物體從光電門通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用如圖所示裝置設計一個“探究物體運動的加速度與合外力、質量關系”的實驗，圖中NQ是水平桌面、PQ是一端帶有滑輪的長木板，1、2是固定在木板上間距為L的兩個光電門（與之連接的兩個光電計時器沒有畫出）．可以裝載鉤碼的小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板的頂端滑下，光電門各自連接的計時器顯示窄片K的擋光時間分別為t1和t2．精英家教網
①在某次測量中，用游標卡尺測量窄片K的寬度，游標卡尺如圖所示，則窄片K的寬度d=
 
m（已知L＞＞d），光電門1、2各自連接的計時器顯示的擋光時間分別為t1=4.0×10-2s，t2=2.0×10-2s；
②用米尺測量兩光電門的間距為L=0.40m，則小車的加速度大小a=
 
 m/s2；
III．有一個小燈泡上標有“4.8V、2W”的字樣，現在測定小燈泡在不同電壓下的電功率，并作出小燈泡的電功率P與它兩端電壓的平方U2的關系曲線．有下列器材可供選用：
A 電壓表V1（0～3V，內阻3kΩ）　　 
B 電壓表V2（0～15V，內阻15kΩ）
C 電流表A（0～0.6A，內阻約1Ω）
D 定值電阻R1=2kΩ
E 定值電阻R2=10kΩ
F 滑動變阻器R（10Ω，2A）
G 學生電源（直流5V，內阻不計）
H 開關、導線若干
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①為了使測量結果盡可能準確，實驗中所用電壓表應選用
 
；定值電阻應選用
 
．（均用序號字母填寫）；
②為盡量減小實驗誤差，并要求從零開始多取幾組數據，請在方框內畫出滿足實驗要求的電路圖；
③根據實驗做出P-U2圖象，下面的四個圖象中可能正確的是
 
．
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