Question

【題目】某實驗小組利用如圖甲所示的實驗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）實驗前需要調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌使之水平，實驗時將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度=____________m/s（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）。

（3）在本實驗中為了確保細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）本實驗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）本實驗中可通過改變鉤碼的質(zhì)量測得多組數(shù)據(jù)并做出—m圖象來進行探究，則下列圖象中符合真實實驗情況的是_________。

Answer 1

【答案】0.690 0.58 M>>m 開始滑塊靜止時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)極短時間內(nèi)的平均速度表示瞬時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械能守恒的表達式，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)過光電門的瞬時速度為：；
（3）令細線的拉力為T，則有：，及，
所以：
只有當(dāng)時，，即當(dāng)時細線拉力做的功與鉤碼重力所做的功近似相等；

（4）細線拉力做的功為：，即需要測量開始滑塊靜止時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，細線拉力做的功：，滑塊與遮光條的動能改變量：
由運動學(xué)公式可得：，
由牛頓第二定律可得：，和，
聯(lián)立解得：，即圖象為過原點的傾斜直線，但當(dāng)鉤碼的質(zhì)量不能遠小于滑塊與遮光條的總質(zhì)量時，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ABD錯誤。