Question

2．如圖是某小組對(duì)滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置，在滑塊上安裝一遮光條與拉力傳感器，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上，通過定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，光電門安裝在B處．測(cè)得滑塊（含遮光條和拉力傳感器）質(zhì)量為M、鉤碼的總質(zhì)量為m、遮光條的寬度為d，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．當(dāng)氣墊導(dǎo)軌充氣后，將滑塊在圖示A位置由靜止釋放后，拉力傳感器記錄的讀數(shù)為F，光電門記錄的時(shí)間為△t．
（1）實(shí)驗(yàn)中是否要求鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M？否（填“是”或“否”）；
（2）實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量是光電門A至光電門B中心之間的距離L（用文字及相應(yīng)的符號(hào)表示）；
（3）本實(shí)驗(yàn)中對(duì)滑塊驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL=$\frac{1}{2}M{（\fracisvxadg{△t}）}^{2}$（用以上對(duì)應(yīng)物理量的符號(hào)表示）；
（4）（多選）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是AD
（A）增大AB之間的距離（B）減少鉤碼的總質(zhì)量
（C）增大滑塊的質(zhì)量（D）減少遮光條的寬度．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量拉力做的功，故要用刻度尺測(cè)量光電門A至光電門B中心之間的距離L．滑塊經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．根據(jù)動(dòng)能定理列方程．本實(shí)驗(yàn)用了氣墊導(dǎo)軌，摩擦力幾乎沒有，不需要平衡摩擦力．

解答 解：（1）拉力是直接通過傳感器測(cè)量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無關(guān)，故不需要鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M；
（2）為了測(cè)量拉力的功，故要用刻度尺測(cè)量光電門A至光電門B中心之間的距離L．
（3）由于遮光條的寬度很小，通過光電門的時(shí)間也很短，故遮光條通過光電門的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，則通，B點(diǎn)的速度v=$\fracblotpuy{△t}$，
拉力做功W=FL
動(dòng)能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}M{{v}_{B}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{A}}^{2}=\frac{1}{2}M{v}^{2}=\frac{1}{2}M{（\frace74yyzy{△t}）}^{2}$，
故本實(shí)驗(yàn)中探究動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL=$\frac{1}{2}M{（\frac59xvvwh{△t}）}^{2}$．
（4）由公式可知，實(shí)驗(yàn)誤差來自由長(zhǎng)度的測(cè)量和速度的測(cè)量，故可以讓AB之間的距離L增大或減小遮光片的長(zhǎng)度，故AD正確．
故選：AD；
故答案為：（1）否；（2）光電門A至光電門B中心之間的距離L；（3）FL=$\frac{1}{2}M{（\fracc9i221u{△t}）}^{2}$；（4）AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，在處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．