Question

【題目】某探究小組利用如圖（甲）所示的氣墊導(dǎo)軌和光電門計時器等裝置驗證“加速度與合外力的正比關(guān)系”。他們通過改變滑輪下端的鉤碼質(zhì)量來改變滑塊所受的外力；實驗中，鉤碼的質(zhì)量為m，滑塊（帶遮光條）的質(zhì)量為M，滑塊上裝有寬為d的遮光條。計時器顯示遮光條經(jīng)過光電門1和2的時間分別為t1、t2，測出光電門1和光電門2的距離為L，重力加速度為g。

（1）當(dāng)滿足條件_________時，可以認(rèn)為滑塊所受合外力等于mg。

（2）本實驗需用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，如圖（乙）所示，d =______mm。

（3）在滿足（1）中條件的情況下，本實驗要驗證的表達(dá)式是__________________。（用題目中提供的物理量符號表示）

Answer 1

【答案】 mM 2.50

【解析】（1）由于滑塊在運動的過程中受到阻力，為了減小阻力的影響，需平衡摩擦力；
設(shè)鉤碼的質(zhì)量為m，滑塊的質(zhì)量為M，對系統(tǒng)運用牛頓第二定律得： ，
則繩子的拉力，當(dāng)時，繩子的拉力等于鉤碼的重力。

（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為： ，游標(biāo)讀數(shù)為：

則最終讀數(shù)為；

（3）通過光電門1的瞬時速度為：

通過光電門2的瞬時速度為：

根據(jù)可得：

根據(jù)牛頓第二定律，可以得到：

故需要驗證的是： 即可。