Question

【題目】某學習小組用如圖所示的實驗裝置探究做功與動能變化的關系。在水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌，導軌上A處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一沙桶相連，沙桶和里面的細沙總質量為m；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B處有一光電門，可以測量遮光片經過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示遮光片右側初位置至光電門之間的距離，用g表示重力加速度。

(1)該同學首先用游標卡尺測量了遮光片的寬度，如圖所示，遮光片寬度的測量值d=___cm；

(2)讓沙桶內盛上適量細沙，測出沙桶和細沙的總質量m，調整導軌傾角，讓滑塊恰好在A處靜止。剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，記錄遮光片通過光電門的時間t；保持滑塊的質量M和遮光片右側初位置至光電門之間的距離L不變，改變沙桶內細沙的質量和導軌傾角，重復以上步驟，通過每次實驗記錄的m和t，描點作出了一個線性關系的圖象，從而更直觀地研究滑塊動能變化與合外力對它所做功的關系，處理數據時應作出的圖象是________(請填寫選項前對應的字母)。

A．t —m圖象 B． t2—m圖象 C． t2 —圖象 D．—m2圖象

(3)為了減小上述實驗中的誤差，下列實驗要求中不必要的一項是________(請填寫選項前對應的字母)

A．應使沙桶和細沙的總質量m遠小于滑塊和遮光片的總質量M

B．應使A位置與光電門間的距離適當大些

C．遮光片的寬度要適當小些

D．應使細線與氣墊導軌平行

Answer 1

【答案】0.235 C A

【解析】

(1)[1]由游標卡尺測量出遮光片的寬度

(2)[2]測出沙桶和細沙的總質量m，調整氣墊導軌傾角，讓滑塊恰好在A處靜止，則：

剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，滑塊所受合力

滑塊沿氣墊導軌滑行L，合外力對它所做功

滑塊過光電門的速度

滑塊沿氣墊導軌滑行L過程，滑塊動能變化

若合外力對它所做功等于滑塊動能的變化，則

整理得：

為得到線性關系圖象，則應作圖象

A．t—m圖象，與分析不符，故A項不符合題意；

B．t2—m圖象，與分析不符，故B項不符合題意；

C．t2—圖象，與分析相符，故C項符合題意；

D．—m2圖象，與分析不符，故D項不符合題意。

(3)[3] A．據(2)分析知，滑塊下滑過程中合力等于沙桶和細沙的總重力，故A項不必要，即A項符合題意；

B．應使A位置與光電門間的距離適當大些，減小測量L的相對誤差．故B項必要，即B項不符合題意；

C．滑塊過光電門的速度是用遮光片通過光電門的平均速度替代，則遮光片的寬度要適當小些，以減小速度測量的誤差．故C項必要，即C項不符合題意；

D．細線與氣墊導軌平行時，細線斷后，滑塊受到的合力才等于細線未斷時細線中的拉力．故D項必要，即D項不符合題意。