Question

18．某學(xué)習(xí)小組利用圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究動(dòng)能定理，氣墊導(dǎo)軌放置在桌面上，一端裝有光滑的定滑輪，導(dǎo)軌上有一滑塊，其一端與穿過(guò)電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶相連，另一端有一拉力傳感器通過(guò)細(xì)線經(jīng)定滑輪與托盤連接，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用的交流電源的周期為T，開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，在托盤中放入適量砝碼，用手托住托盤，接通電源待打點(diǎn)計(jì)時(shí)器穩(wěn)定工作后松手，滑塊開(kāi)始做勻加速運(yùn)動(dòng)，在紙帶上打出一系列點(diǎn)．

（1）本實(shí)驗(yàn)存在一個(gè)重大的失誤，該失誤是：沒(méi)有檢驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌是否水平．
（2）若滑塊的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于托盤及砝碼的總質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響（填“有”或“沒(méi)有”）．
（3）在正確規(guī)范操作后，得到一條點(diǎn)跡清晰的紙帶如圖乙所示，為了探究滑塊所受的合力做的功與其動(dòng)能變化之間的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了需要讀出傳感器的示數(shù)F和測(cè)出紙帶上s₁、s₂、s₃、s₄的長(zhǎng)度外，在下列物理量中還應(yīng)測(cè)量的是C．
A．導(dǎo)軌的長(zhǎng)度L   B．砝碼的質(zhì)量m   C．滑塊的質(zhì)量M
（4）從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下點(diǎn)C到打下點(diǎn)E的過(guò)程中，若動(dòng)能定理成立，則F（s₂+s₃）=$\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）^{2}$．

Answer 1

分析 分析實(shí)驗(yàn)原理及實(shí)驗(yàn)做法，則可得出實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意事項(xiàng)及應(yīng)測(cè)量的物理量，本實(shí)驗(yàn)中滑塊受到的拉力可以通過(guò)拉力傳感器直接得出，不需要用托盤及砝碼的總重力代替，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理結(jié)合動(dòng)能定理可得出表達(dá)式．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)中需要檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)導(dǎo)軌是否水平，而本題中沒(méi)有進(jìn)行檢驗(yàn)；
（2）本實(shí)驗(yàn)中滑塊受到的拉力可以通過(guò)拉力傳感器直接得出，不需要用托盤及砝碼的總重力代替，所以滑塊的質(zhì)量沒(méi)有遠(yuǎn)大于托盤及砝碼的總質(zhì)量，對(duì)本實(shí)驗(yàn)沒(méi)有影響；
（3）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知，拉力對(duì)滑塊做的功等于滑塊動(dòng)能的增加量，故應(yīng)測(cè)量滑塊的質(zhì)量M，故C正確，
故選：C
（3）C、E兩點(diǎn)的速度的分布為${v}_{c}=\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}$，${v}_{E}=\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}$，若動(dòng)能定理成立，則F（s₂+s₃）=$\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）^{2}$．
故答案為：（1）沒(méi)有檢驗(yàn)氣墊導(dǎo)軌是否水平，（2）沒(méi)有，（3）C，（4）$\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{3}+{s}_{4}}{2T}）^{2}-\frac{1}{2}M（\frac{{s}_{1}+{s}_{2}}{2T}）^{2}$．

點(diǎn)評(píng) 本題為探究性實(shí)驗(yàn)，要注意正確掌握實(shí)驗(yàn)原理，能根據(jù)題意明確實(shí)驗(yàn)的原理，這樣才能準(zhǔn)確求解，注意驗(yàn)證動(dòng)能定理時(shí)要平衡摩擦力，難度適中．