Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究做功與動(dòng)能變化的關(guān)系。在水平桌面上固定一傾斜的氣墊導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上A處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質(zhì)量為M，左端由跨過輕質(zhì)光滑定滑輪的細(xì)繩與一沙桶相連，沙桶和里面的細(xì)沙總質(zhì)量為m；遮光片兩條長邊與導(dǎo)軌垂直；導(dǎo)軌上B處有一光電門，可以測(cè)量遮光片經(jīng)過光電門時(shí)的擋光時(shí)間為t，d表示遮光片的寬度，L表示遮光片右側(cè)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(xué)首先用游標(biāo)卡尺測(cè)量了遮光片的寬度，如圖所示，遮光片寬度的測(cè)量值d=___cm；

(2)讓沙桶內(nèi)盛上適量細(xì)沙，測(cè)出沙桶和細(xì)沙的總質(zhì)量m，調(diào)整導(dǎo)軌傾角，讓滑塊恰好在A處靜止。剪斷細(xì)繩后，滑塊開始加速下滑，記錄遮光片通過光電門的時(shí)間t；保持滑塊的質(zhì)量M和遮光片右側(cè)初位置至光電門之間的距離L不變，改變沙桶內(nèi)細(xì)沙的質(zhì)量和導(dǎo)軌傾角，重復(fù)以上步驟，通過每次實(shí)驗(yàn)記錄的m和t，描點(diǎn)作出了一個(gè)線性關(guān)系的圖象，從而更直觀地研究滑塊動(dòng)能變化與合外力對(duì)它所做功的關(guān)系，處理數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)作出的圖象是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)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(shí)驗(yàn)中的誤差，下列實(shí)驗(yàn)要求中不必要的一項(xiàng)是________(請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母)

A．應(yīng)使沙桶和細(xì)沙的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊和遮光片的總質(zhì)量M

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些

C．遮光片的寬度要適當(dāng)小些

D．應(yīng)使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

Answer 1

【答案】0.235 C A

【解析】

(1)[1]由游標(biāo)卡尺測(cè)量出遮光片的寬度

(2)[2]測(cè)出沙桶和細(xì)沙的總質(zhì)量m，調(diào)整氣墊導(dǎo)軌傾角，讓滑塊恰好在A處靜止，則：

剪斷細(xì)繩后，滑塊開始加速下滑，滑塊所受合力

滑塊沿氣墊導(dǎo)軌滑行L，合外力對(duì)它所做功

滑塊過光電門的速度

滑塊沿氣墊導(dǎo)軌滑行L過程，滑塊動(dòng)能變化

若合外力對(duì)它所做功等于滑塊動(dòng)能的變化，則

整理得：

為得到線性關(guān)系圖象，則應(yīng)作圖象

A．t—m圖象，與分析不符，故A項(xiàng)不符合題意；

B．t2—m圖象，與分析不符，故B項(xiàng)不符合題意；

C．t2—圖象，與分析相符，故C項(xiàng)符合題意；

D．—m2圖象，與分析不符，故D項(xiàng)不符合題意。

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

B．應(yīng)使A位置與光電門間的距離適當(dāng)大些，減小測(cè)量L的相對(duì)誤差．故B項(xiàng)必要，即B項(xiàng)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(dāng)小些，以減小速度測(cè)量的誤差．故C項(xiàng)必要，即C項(xiàng)不符合題意；

D．細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行時(shí)，細(xì)線斷后，滑塊受到的合力才等于細(xì)線未斷時(shí)細(xì)線中的拉力．故D項(xiàng)必要，即D項(xiàng)不符合題意。