Question

(12分)某實驗小組利用如圖12所示的實驗裝置來探究當合外力一定時，物體運動的加速度與其質量之間的關系．

圖12
(1)由圖中刻度尺讀出兩個光電門中心之間的距離x＝24 cm，由圖13中游標卡尺測得遮光條的寬度d＝________ cm.該實驗小組在做實驗時，將滑塊從圖12所示位置由靜止釋放，由數字計時器可以讀出遮光條通過光電門1的時間Δt₁，遮光條通過光電門2的時間Δt₂，則滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v₁＝________，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v₂＝________，則滑塊的加速度的表達式a＝________.(以上表達式均用字母表示)

(2)在本次實驗中，實驗小組通過改變滑塊質量總共做了6組實驗，得到如下表所示的實驗數據．請利用表格數據，在圖14坐標系中描點作出相應圖象．你得出的結論是___________________________________.

m(g)	a(m/s2)
250	2.02
300	1.65
350	1.33
400	1.25
500	1.00
800	0.63

 

Answer 1

(1) 0.52　   　         　
(2)在合外力不變的情況下，物體運動的加速度跟物體的質量成反比，（或當合外力一定時，在誤差允許的范圍內，物體質量和加速度的乘積近似相等．）
如圖所示

分析：（1）游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度．根據勻變速直線運動的速度位移公式求出滑塊的加速度．
（2）作a與圖線，若是一條直線，說明a與m成反比．
解答：解：（1）游標卡尺的主尺讀數為5mm，游標讀數為0.1×2mm=0.2mm，所以最終讀數為5.2mm=0.52cm．
滑塊經過光電門1時的瞬時速度的表達式v₁=，滑塊經過光電門2時的瞬時速度的表達式v₂=．根據v₂²-v₁²=2ax得，a=．
（2）作a-圖線，如圖，圖線是過原點的一條直線，知，在合力一定時，a與m成反比．

故答案為：（1）0.52，　         　．（2）如圖．在合力一定時，a與m成反比．
點評：解決本題的關鍵知道游標卡尺的讀數方法，以及知道在極短時間內的平均速度可以表示瞬時速度．