Question

某研究性学习小组采用如图甲所示的装置，探究物体的加速度与质量的关系．提供的器材有：气垫导轨、滑块（总质量为m，左端装有遮光板）、光电门（配接数字计时器）、米尺、铁架台．实验中，测出导轨顶端A与光电门所在位置B的距离为L，导轨顶端距水平面的高度为h．
（1）用游标卡尺测量遮光板的宽度d，如图所示，则d=______mm
（2）接通气源，让滑块从A端由静止开始向下运动，读出遮光板通过光电门的时间为t₁，若遮光板的宽度用d表示，则滑块运动到B点时的速度v₁=______，下滑过程的加速度a₁=______．
（3）实验中，为使滑块受到的合外力保持不变，在改变滑块质量m时，应调节______，使______．测出多组m、t数据后，描点做出______（选填“t²-m”，“t²-”）的线性图象，可得出加速度与质量的关系．

Answer

（1）游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读．先读出主尺读数，看游标的0刻度线超过主尺的哪一个读数，主尺读数就读多少，游标读数用分度乘以对齐的格数；
（2）当时间极短时，某段时间内的平均速度可以表示瞬时速度，根据匀变速运动的公式v2=2aL，求解加速度；
（3）在改变滑块质量m时，要使合外力不变，就要保证mgsinθ不变．
【解析】
（1）根据图示可知，主尺示数为3mm，游标尺上第4个刻度和主尺上某一刻度对齐，所以游标尺读数为：4×0.05mm=0.20mm，故最后读数为：3mm+0.20mm=3.20mm．
（2）挡光条宽度d很小，挡光时间很短，因此可以用平均速度来代替瞬时速度，故滑块通过光电门的瞬时速度为：v=，
根据v2=2aL，解得：a=
（3）探究物体的加速度与质量的关系的实验中要保证合外力不变，F=mgsinθ=mg，所以改变质量时，应调节导轨顶端距水平面的高度为h，
使mh不变，作出-图象即作出t2-m图象．
故答案为：（1）3.20；（2）；；（3）导轨顶端距水平面的高度为h；mh不变；t2-m