問題詳情：
如圖1所示的裝置，可用於驗*牛頓第二定律．在氣墊導軌上安裝兩個光電門，小車上固定遮光板，細線一端與小車相連，另一端跨過定滑輪掛上沙桶，實驗首先調整氣墊導軌，透過調整使小車未掛沙桶時能在氣墊導軌上做勾速運動，然後再進行後面的*作，並在實驗中獲得以下測量數據：小車和擋光板的總質量M，遮光板的寬度d，兩光電門的中心的距離s．則
（1）該實驗要保*小車的合力近似等於沙桶的重力應滿足的條作是 ．
（2）實驗需用遊際卡尺測量遮光板的寬度d，如圖2所示d= cm．
（3）某次實驗過程中測得：沙桶的質量爲m，小車先後透過兩個光電門的擋光時間分別爲t1，t2（小車透過第二個光電門後．沙桶才落地），已知重力加速度爲g 則對該小車實驗要驗*的表達式是、．
【回答】
考點：驗*牛頓第二運動定律．
專題：實驗題；牛頓運動定律綜合專題．
分析：（1）在砂桶質量遠小於小車質量的情況下，可以近似認爲小車受到的拉力等於砂桶受到的重力．
（2）遊標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．遊標的零刻度線超過主尺上的刻度數爲主尺讀數，遊標讀數等於分度乘以對齊的條數．
（3）光電門測速度的原理是用平均速度來代替瞬時速度，根據運動學基本公式求出加速度，從而求出“牛頓第二定律”表達式．
解答： 解：（1）以沙桶爲研究對象，設沙桶質量爲m，繩子上拉力爲F，則有：mg﹣F=ma；
以小車爲研究對象，設小車質量爲M，則有：F=Ma．
由以上兩式得：F=
，由此可知當M＞＞m時，小車的合力近似等於沙桶的重力
（2）遊標卡尺的主尺讀數爲5mm，遊標讀數等於：0.05×10mm=0.50mm，
所以最終讀數爲：5mm+0.50mm=5.50mm．
（3）由於光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．
滑塊透過光電門1速度爲：
滑塊透過光電門2速度爲：
根據運動學公式
，物體的加速度爲：
=
根據需要驗*的牛頓第二定律關係式爲：F=mg=Ma，即：
故*爲：（1）沙桶的質量遠小於小車及遮光板的總質量；（2）5.50cm；（3）
．
點評：瞭解光電門測量瞬時速度的原理，實驗中我們要清楚研究對象和研究過程，對於系統我們要考慮全面，同時明確實驗原理是解答實驗問題的前提．
知識點：牛頓第二定律
題型：實驗,探究題
