某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验：①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间距离s；②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块以初速度v0沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为Δt1 ，通过B光电门的时间为Δt2；回答下列问题：

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1. 某实验小组为测量当地的重力加速度，设计了如下实验：

①如图所示，把两个完全相同的光电门A和B安放在粗糙的水平导轨上，用导轨标尺量出两光电门之间距离s；

②滑块上安装一宽度为d的遮光板，滑块以初速度v₀沿水平导轨匀减速地先后通过两个光电门A和B，配套的数字毫秒计记录了通过A光电门的时间为Δt₁ ，通过B光电门的时间为Δt₂；

回答下列问题：

(1) 计算出通过光电门A的瞬时速度为（用所给字母表示）；

(2) 利用题目已知的数据，请用字母表示出滑块的加速度大小为；

(3) 若已知滑块与水平粗糙导轨间的动摩擦因数为μ，则实验小组所在地的重力加速度为。

【考点】

匀变速直线运动规律的综合运用; 牛顿第二定律;

【答案】

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实验探究题普通

1. 某实验小组用轻杆、小球和硬纸板等制作一个简易加速度计，如图甲所示。在轻杆上端装上转轴，固定于竖直放置的标有角度的纸板上的O点，轻杆下端固定一小球，杆可在竖直纸面内自由转动。将此装置固定于运动小车上，可粗略测量小车的加速度。主要操作如下：

(1) 若轻杆摆动稳定时与竖直方向的夹角为 $\text{[math]}$ ，则小车的加速度 $\text{[math]}$ （用 $\text{[math]}$ ， g表示），该加速度测量仪的刻度（填“均匀”或“不均匀”）。

(2) 为了准确标出刻度，还需要测出当地重力加速度g，利用重锤连接纸带做自由落体运动，打点计时器在纸带上打出一系列点，选取一条较理想的纸带，纸带上计数点的间距如图乙所示，相邻两个计数点间的时间间隔为 $\text{[math]}$ 。根据数据求出当地重力加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ （保留3位有效数字）；

实验探究题普通

2. 利用如图所示的装置研究滑块的匀变速直线运动。所用器材有：铁架台、长木板、滑块（带遮光片）、光电门、米尺等。实验时，光电门2固定在长木板上靠近底端处，光电门1的位置可移动，当滑块自长木板上滑下时，与两个光电门都相连的计时器可以测出遮光片从光电门1至光电门2所用的时间t。改变光电门1的位置，进行多次测量，每次都使滑块从同一点由静止开始下滑，并用米尺测量光电门1、光电门2之间的距离x，记录滑块从光电门1到光电门2的时间t。请回答下列问题：

(1) 实验中，是否需要平衡摩擦力？（选填“需要”或“不需要”）

(2) 根据实验中多次记录的x、t的值，用描点法在坐标纸上作出 $\text{[math]}$ 图线，它是一条倾斜的直线，则该图线纵截距表示的物理意义是；算得该图线的斜率为k，则滑块做匀变速直线运动的加速度大小为。

(3) 作出的 $\text{[math]}$ 图线中，有一个点偏离直线且在直线上面，可能原因是______。 A. 滑块的释放点偏上 B. 滑块的释放点偏下 C. 滑块受到空气阻力

实验探究题困难

3. 某学习小组用如图1所示的装置研究小车匀变速直线运动。金属导轨与水平面成某一角度，光电门固定在导轨的B位置，挡光片安装在小车的车头位置，每次实验时车头都从导轨的A位置由静止释放。

（1）若挡光片的宽度为d，光电门测得挡光时间为 $\text{[math]}$ ，则车头到达B位置时的速度 $\text{[math]}$

（2）某同学认为挡光片的宽度较大，所测速度的误差也较大。他提出可以采用不同宽度的挡光片进行试验，记录挡光片的宽度和对应的挡光时间，作出 $\text{[math]}$ 图像如图2所示。则车头到达B位置时的速度 $\text{[math]}$ m/s，小车下滑的加速度 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$ 。（结果均保留3位有效数字）

实验探究题普通