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【高考真题2026】-实验09(验证牛顿第二定律)

【高考真题2026】-实验09(验证牛顿第二定律)

7.某实验小组利用图1所示装置验证牛顿第二定律。实验器材有:气垫导轨、滑块、光电门、数字计时器、遮光条、游标卡尺、垫块若干等。完成下列问题:

(1)用游标卡尺测量遮光条的宽度,示数如图2所示,则。

(2)调整好装置,释放滑块。数字计时器记录滑块通过光电门1的遮光时间为,则滑块通过光电门1的速度大小(保留2位有效数字)。

(3)记录滑块通过光电门2的遮光时间,计算滑块通过光电门2的速度大小,测出两光电门间距为,则滑块下滑的加速度(用、、表示)。测得气垫导轨两支脚间距为,垫高为,理论上(用、、重力加速度大小表示),若两者在误差允许范围内相等,即验证了牛顿第二定律。

参考答案

【详解】(1)游标卡尺的读数,即遮光条的宽度为

(2)滑块经过光电门的时间极短,用滑块经过光电门的平均速度代替瞬时速度,滑块通过光电门1的速度大小

(3)[1]根据速度位移关系有

可得

[2]根据几何关系可得导轨与水平方向夹角的正弦值为

若不考虑阻力,即理论上,根据牛顿第二定律有

可得

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