Question

某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两

某探究学习小组的同学要验证“牛顿第二定律”，他们在实验室组装了一套如图所示的装置，水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接另一端跨过定滑轮挂上砝码盘，实验时，调整轨道的倾角正好能平衡小车所受的摩擦力（图中未画出）．（1）该实验中小车所受的合力______ （填“等于”或“不等于”）力传感器的示数，该实验是否______（填“需要”或“不需要”） 满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？（2）实验获得以下测量数据：小车、传感器和挡光板的总质量M，挡光板的宽度l，光电门1和2的中心距离为s．某次实验过程：力传感器的读数为F，小车通过光电门1和2的挡光时间分别为t1、t2（小车通过光电门2后，砝码盘才落地），已知重力加速度为g，则该实验要验证的式子是______．

Answer 1

（1）该实验中由于已经用传感器测出绳子拉力大小，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．
故答案为：否．
（2）由于光电门的宽度d很小，所以我们用很短时间内的平均速度代替瞬时速度．
滑块通过光电门1速度为：v1＝

l

t1

滑块通过光电门2速度为：v2＝

l

t2

根据功能关系需要验证的关系式为：Fs＝

1

2

M

v

2 2

?

1

2

M

v

2 1

即：F＝

Ml2

2s

(

1

t 2 2

?

1

t 2 1

)
故答案为：（1）等于，不需要；（2）F＝

Ml2

2s

(

1

t 2 2

?

1

t 2 1

)