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系，當?shù)氐闹亓�加速度�?/span>g。

（1）該小組成員用游標卡尺測量遮光條的寬度d，如圖乙所示，則d＝_________cm，用天平測得滑塊與遮光條的總質量為M，鉤碼的質量為m。

（2）實驗前調節(jié)氣墊導軌使之水平，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Δt＝1.0×10-2 s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度v＝____m/s（結果保留兩位有效數(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量M與鉤碼的質量m間的關系應滿足M_________（填“”“”或“＝”）m。

（4）本實驗中還需要測量的物理量是：___________________________________________。

Answer 1

【答案】0.430 0.43 滑塊釋放時遮光條到光電門的距離x

【解析】

（1）根據(jù)游標卡尺的讀數(shù)方法讀出游標卡尺的讀數(shù)；

（2）遮光條較窄，認為勻速穿過光電門，根據(jù)v=d/△t得出瞬時速度；

（3）根據(jù)牛頓第二定律求出細線拉力的表達式，據(jù)此作答；

（4）根據(jù)細線拉力做的功為W=mgx，據(jù)此作答。

（1）由游標卡尺的讀數(shù)規(guī)則可得遮光條的寬度為d=4mm+0.05×6mm=4.30mm=0.430cm；

（2）滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為v=d/△t=（0.430×102）/1.0×102m/s=0.43m/s；

（3）令細線拉力為T，則有T=Ma及mg-T=ma，T=，

所以只有滿足M＞＞m時，細線拉力才近似等于鉤碼重力，細線拉力所做的功與鉤碼重力做的功才近似相等；

（4）細線拉力做的功為W=mgx，即需要測定滑塊上的遮光條的初位置到光電門的距離x；