Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌裝置來(lái)探究“做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，如圖甲為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．利用氣墊導(dǎo)軌上的光電門(mén)可測(cè)出滑塊上的細(xì)窄擋光片經(jīng)過(guò)時(shí)的擋光時(shí)間．氣墊導(dǎo)軌水平放置，不計(jì)滑輪和導(dǎo)軌摩擦，重力加速度為g，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．測(cè)出擋光條的寬度為d，滑塊與擋光條的質(zhì)量為M；

b．輕細(xì)線的一端固定在滑塊上，另一端繞過(guò)定滑輪掛上一砝碼盤(pán)，盤(pán)和砝碼的總質(zhì)量為m（m遠(yuǎn)小于M），細(xì)繩與導(dǎo)軌平行；

c．讓滑塊靜止放在導(dǎo)軌左側(cè)的某一位置，測(cè)出擋光條到光電門(mén)的距離為x；

d．釋放滑塊，測(cè)出擋光條經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間為Δt；

e．改變砝碼的質(zhì)量，保證滑塊每次都在同一位置由靜止釋放，分別測(cè)得滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的擋光時(shí)間．

(1)滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)速度的計(jì)算式v＝________（用題目中所給的字母來(lái)表達(dá)）

(2)細(xì)線的拉力做功可表達(dá)為W＝________，滑塊的動(dòng)能改變表達(dá)為Ek＝________．（用題目中所給的字母來(lái)表達(dá)）

(3)我們可以通過(guò)改變盤(pán)中砝碼質(zhì)量，測(cè)得多組數(shù)據(jù)，建立的關(guān)系圖像，進(jìn)行更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，則圖乙的3個(gè)圖線中，________圖最符合真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情況．

Answer 1

【答案】； mgx； C

【解析】

(1)根據(jù)很短時(shí)間內(nèi)，平均速度等于瞬時(shí)速度，即可求解；

(2)根據(jù)拉力做功表達(dá)式，以及熟練應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即可求解；

(3)平衡摩擦力就是讓小車在無(wú)拉力的作用下做勻速直線運(yùn)動(dòng)，讓重力沿斜面的分力等于小車受到的摩擦力。

(1) 根據(jù)極短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小，可知小物塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)速度的大小是；

(2) 由題意可知，細(xì)線的拉力做功，則即為盤(pán)和砝碼對(duì)應(yīng)重力做的功，即：mgx；

滑塊的動(dòng)能改變表達(dá)為；

(3) 該實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量M不變，

因此有：v2=2as，a=

而

所以重物質(zhì)量m增加不能遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，直線在末端發(fā)生彎曲，則此結(jié)果對(duì)應(yīng)于圖中的圖C。