Question

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

（1）如圖乙所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度d=0.48cm；實驗時將滑塊從圖示位置最右端從靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間△t=1.2×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為v=0.40m/s．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）
（2）已知當?shù)刂亓铀俣葹間，每個鉤碼的質(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）改變鉤碼的個數(shù)，從最右端由靜止釋放滑塊M，測出時間，算出滑塊經(jīng)過光電門的瞬時速度．
（4）該小組經(jīng)過討論認為，只要畫出鉤碼的個數(shù)N與速度v²之間的關(guān)系，一定是一條過原點的直線，你認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）游標卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．通過很短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度去求塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度；
（3）要保證兩次做功一樣，必須從同一位置釋放；
（4）根據(jù)動能定理求出N與速度v²之間表達式分析即可．

解答 解：（1）游標卡尺的讀數(shù)為：4mm+0.1×8mm=4.8mm=0.48cm．
滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為：
v=$\fracev9ybun{△t}=\frac{0.48×1{0}^{-2}}{1.2×1{0}^{-2}}=0.40m/s$．
（3）要保證兩次做功一樣，必須從同一位置釋放，則改變鉤碼的個數(shù)，從最右端由靜止釋放滑塊M，測出時間，算出滑塊經(jīng)過光電門的瞬時速度，
（4）根據(jù)動能定理有：$Nmgs=\frac{1}{2}（M+Nm）{v}^{2}$，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．

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)，知道通過很短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度，處理實驗時一定要找出實驗原理，難度適中．