Question

18．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置來探究做功與速度的關(guān)系．實(shí)驗(yàn)前已經(jīng)調(diào)整氣墊導(dǎo)軌底座使之水平．

（1）如圖乙所示，用游標(biāo)卡尺測得遮光條的寬度d=0.48cm；實(shí)驗(yàn)時(shí)將滑塊從圖示位置最右端從靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電門的時(shí)間△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為v=0.40m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）已知當(dāng)?shù)刂亓�加速度為g，每個(gè)鉤碼的質(zhì)量m，滑塊的質(zhì)量M，測得滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離s．
（3）改變鉤碼的個(gè)數(shù)，從最右端由靜止釋放滑塊M，測出時(shí)間，算出滑塊經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度．
（4）該小組經(jīng)過討論認(rèn)為，只要畫出鉤碼的個(gè)數(shù)N與速度v²之間的關(guān)系，一定是一條過原點(diǎn)的直線，你認(rèn)為他們的想法正確嗎？如果正確，那么N-v²圖象的斜率是什么？如果不正確，說明理由．

Answer 1

分析 （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．通過很短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度去求塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度；
（3）要保證兩次做功一樣，必須從同一位置釋放；
（4）根據(jù)動(dòng)能定理求出N與速度v²之間表達(dá)式分析即可．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)為：4mm+0.1×8mm=4.8mm=0.48cm．
滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為：
v=$\fracoyeimi4{△t}=\frac{0.48×1{0}^{-2}}{1.2×1{0}^{-2}}=0.40m/s$．
（3）要保證兩次做功一樣，必須從同一位置釋放，則改變鉤碼的個(gè)數(shù)，從最右端由靜止釋放滑塊M，測出時(shí)間，算出滑塊經(jīng)過光電門的瞬時(shí)速度，
（4）根據(jù)動(dòng)能定理有：$Nmgs=\frac{1}{2}（M+Nm）{v}^{2}$，則N-v²圖象的斜率是$\frac{Nm+M}{2mgs}$是變化的，不是過原點(diǎn)的直線，他們的想法不正確．
故答案為：（1）0.48；0.40；（3）從最右端由靜止釋放滑塊M；
（4）不正確，斜率$\frac{Nm+M}{2mgs}$是變化的．

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，知道通過很短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度，處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，難度適中．