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”，如圖甲為實驗裝置示意圖．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．氣墊導軌水平放置，不計滑輪和導軌摩擦，重力加速度為g，實驗步驟如下：

a．測出擋光條的寬度為d，滑塊與擋光條的質(zhì)量為M；

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m（m遠小于M），細繩與導軌平行；

c．讓滑塊靜止放在導軌左側(cè)的某一位置，測出擋光條到光電門的距離為x；

d．釋放滑塊，測出擋光條經(jīng)過光電門的擋光時間為Δt；

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，分別測得滑塊經(jīng)過光電門的擋光時間．

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

(2)細線的拉力做功可表達為W＝________，滑塊的動能改變表達為Ek＝________．（用題目中所給的字母來表達）

(3)我們可以通過改變盤中砝碼質(zhì)量，測得多組數(shù)據(jù)，建立的關系圖像，進行更準確的實驗驗證，則圖乙的3個圖線中，________圖最符合真實的實驗情況．

Answer 1

【答案】； mgx； C

【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)平衡摩擦力就是讓小車在無拉力的作用下做勻速直線運動，讓重力沿斜面的分力等于小車受到的摩擦力。

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

(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；

(3) 該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，

因此有：v2=2as，a=

而

所以重物質(zhì)量m增加不能遠小于小車的質(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C。