Question

【題目】如圖所示裝置可以用來“探究加速度與合外力、質(zhì)量的關(guān)系”，也可以用來“探究功與速度變化的關(guān)系”和“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”等。

（一）某同學(xué)用此裝置探究小車在拉力作用下的加速。用游標(biāo)卡尺測量遮光條的寬度d，其示數(shù)如圖所示，則d = __________mm。測出小車靜止時(shí)遮光條到光電門的距離為x，光電計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過光電光門的時(shí)間是t，則小車的加速度是_______________。（用測量的符號(hào)表示）

（二）該同學(xué)繼續(xù)用此裝置做“探究功與速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他通過改變小車釋放點(diǎn)到光電門的距離成倍增加進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)要求小車都由靜止釋放．

(1)如果每次實(shí)驗(yàn)時(shí)遮光條通過光電門的時(shí)間為t，通過描點(diǎn)作出線性圖象來反映合力做功與t的關(guān)系，則下圖中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是（______）

(2)下列實(shí)驗(yàn)操作中必要的是（______）

A．調(diào)整軌道的傾角，在未掛重物時(shí)使小車能在軌道上勻速運(yùn)動(dòng)

B．必須滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量

C．必須保證小車由靜止?fàn)顟B(tài)開始釋放

D．保持小車(包括遮光條)和重物的質(zhì)量不變

Answer 1

【答案】 5.50 D CD

【解析】（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，所以最終讀數(shù)d=5mm+0.50mm=5.50mm。由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量M不變，因此有： ，速度為： ，聯(lián)立可得： 。

（2）據(jù)題意可知，探究合力的功與動(dòng)能改變關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，他通過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗(yàn)證，所以需要先表示出小車的速度，小車的速度用平均速度代替即： ，根據(jù)動(dòng)能定理可得： ，由此可知，故選D。由于該實(shí)驗(yàn)是通過成倍增加位移的方法來進(jìn)行驗(yàn)證，只要的關(guān)系即可，所以不需平衡摩擦力、不需要滿足重物的質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，但必須保證每次小車靜止釋放和保持小車(包括遮光條)和重物的質(zhì)量不變，故AB錯(cuò)誤，CD正確。