Question

【題目】某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究做功與物體動能變化的關(guān)系，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

（1）該小組成員用游標(biāo)卡尺測得遮光條（如圖乙所示）的寬度d=______cm，用天平測得滑塊與遮光條的總質(zhì)量為M、鉤碼的質(zhì)量為m。

（2）實(shí)驗(yàn)前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之水平，實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度=____________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）在本實(shí)驗(yàn)中為了確保細(xì)線拉力所做的功與鉤碼重力所做的功近似相等，則滑塊與遮光條的總質(zhì)量M與鉤碼的質(zhì)量m間應(yīng)滿足__________________；

（4）本實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量是：____________（用文字說明并用相應(yīng)的字母表示）。

（5）本實(shí)驗(yàn)中可通過改變鉤碼的質(zhì)量測得多組數(shù)據(jù)并做出—m圖象來進(jìn)行探究，則下列圖象中符合真實(shí)實(shí)驗(yàn)情況的是_________。

Answer 1

【答案】0.690 0.58 M>>m 開始滑塊靜止時(shí)遮光條到光電門的距離S C

【解析】

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀；
（2）根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度表示瞬時(shí)速度求出滑塊通過光電門的速度；
（3）對系統(tǒng)研究，結(jié)合圖象的意義，以及牛頓第二定律和機(jī)械能守恒的表達(dá)式，從而得出需要測量的物理量即相關(guān)結(jié)論；

（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)。所以遮光條的寬度為：；
（2）滑塊經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度為：；
（3）令細(xì)線的拉力為T，則有：，及，
所以：
只有當(dāng)時(shí)，，即當(dāng)時(shí)細(xì)線拉力做的功與鉤碼重力所做的功近似相等；

（4）細(xì)線拉力做的功為：，即需要測量開始滑塊靜止時(shí)遮光條到光電門的距離；
（5）保持滑塊與遮光條的總質(zhì)量M不變，細(xì)線拉力做的功：，滑塊與遮光條的動能改變量：
由運(yùn)動學(xué)公式可得：，
由牛頓第二定律可得：，和，
聯(lián)立解得：，即圖象為過原點(diǎn)的傾斜直線，但當(dāng)鉤碼的質(zhì)量不能遠(yuǎn)小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量時(shí)，有，兩式相比可知，圖象斜率會變小，故直線末端將會發(fā)生完全，故C正確，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤。