Question

【題目】某學習小組利用氣墊導軌裝置來探究“做功與物體動能改變的關系”, 圖示為實驗裝置示意圖. 利用氣墊導軌上的光電門可測出滑塊上的細窄擋光片經(jīng)過時的擋光時間.重力加速度為,氣墊導軌水平放置,不計滑輕和導軌摩擦.實驗步驟如下:

A.測出擋光片的寬度為,滑塊與擋光片的質(zhì)量為;

B.輕細線的一端固定在滑塊上,另一端繞過定滑輪掛上一砝碼盤, 盤和砝碼的總質(zhì)量為,細繩與導軌行;

C.讓滑塊靜止放在導軌左側(cè)的某一位置,測出擋光片到光電門的距離為;

D.釋放滑塊,測出擋光片經(jīng)過光電門的擋光時間為;

E.改變砝碼的質(zhì)量,保證滑塊每次都在同一位置由靜止釋放,光電門可測得對應的擋光時間.

（1）滑塊經(jīng)過光電門時速度的計算式_____(用題目中所給的字母來表達)

（2）細線的拉力做功的表達式為_____,滑塊的動能改變的表達式為 _____(用題目中所給的字母來表示)

（3）我們可以通過測得的多組數(shù)據(jù)來建立的關系圖像來進行更準確的實驗驗證,則圖示中哪一項更符合真實的實驗情況（_____）

A.

B.

C.

Answer 1

【答案】 mgx 丙

【解析】

（1）根據(jù)很短時間內(nèi)，平均速度等于瞬時速度，即可求解；

（2）根據(jù)拉力做功表達式，以及熟練應用勻變速直線運動規(guī)律，即可求解；

（3）根據(jù)運動學基本公式結(jié)合牛頓第二定律求出-m的關系式，從而選擇圖象．

（1）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度的大小，可知小滑塊經(jīng)過光電門時速度的大小是v=．

（2）由題意可知，細線的拉力做功，則即為盤和砝碼對應重力做的功，即：mgx；

滑塊的動能改變表達為Ek=

（3）該實驗中保持滑塊質(zhì)量M不變，因此有：v2=2as，a=，

而a=，所以．

砝碼質(zhì)量m增加不能遠小于滑塊的質(zhì)量時，直線在末端發(fā)生彎曲，則此結(jié)果對應于圖中的圖丙．