Question

（10分）如圖所示為氣墊導(dǎo)軌的示意圖．其中G1、G2為兩個(gè)光電門，它們與數(shù)字計(jì)時(shí)器相連，當(dāng)滑行器通過光電門G1、G2時(shí)，光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2都可以被測量并記錄．滑行器連同上面固定的條形擋光片的總質(zhì)量為M，擋光片水平寬度為D，兩光電門間距為s，牽引砝碼的質(zhì)量為m.回答下列問題：

 

（1）用上述裝置做“探究滑塊的加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)”．

①若M＝0.4 kg，改變m的值，進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，以下m的取值不合適的一個(gè)是________．

A．m1＝5 g B．m2＝15 g C．m3＝40 g D．m4＝400 g

②在此實(shí)驗(yàn)中，需要測得每一個(gè)牽引力對應(yīng)的加速度，其中求得的加速度的表達(dá)式為：____.（用Δt1、Δt2、D、s表示）

（2）若用上述裝置做“探究恒力做功與滑塊動能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，需要直接測量的物理量是_______，探究結(jié)果的表達(dá)式是________．（用相應(yīng)的符號表示）

（3）某學(xué)習(xí)小組還想用此裝置來“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”，需要驗(yàn)證的表達(dá)式_______ ．

 

Answer 1

（1）①D；②； （2）砝碼的質(zhì)量m，滑行器的質(zhì)量M，滑行器通過兩光電門時(shí)光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2，兩光電門之間的距離s，mgs＝

（3）mgs＝（M＋m）－（M＋m）

【解析】

試題分析：（1）①實(shí)驗(yàn)只有在滿足m?M的條件下，才可以將牽引砝碼的重力近似等于對滑行器的拉力，所以D項(xiàng)是不合適的．

②由于擋光片通過光電門的時(shí)間很短，所以可以認(rèn)為擋光片通過光電門的瞬時(shí)速度等于這段時(shí)間內(nèi)的平均速度，即有v1＝，v2＝，再根據(jù)運(yùn)動學(xué)方程－＝2as得a＝

（2）根據(jù)動能定理，F(xiàn)s＝M－M，研究對象是滑行器，拉力等于砝碼的重力F＝mg，所以表達(dá)式為mgs＝，故需要測量的物理量為：砝碼的質(zhì)量m，滑行器的質(zhì)量M，滑行器通過兩光電門時(shí)光束被遮擋的時(shí)間Δt1、Δt2，兩光電門之間的距離s.

（3）驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的研究對象是滑行器和砝碼組成的系統(tǒng)，有

mgs＝（M＋m）－（M＋m）

考點(diǎn)：探究滑塊的加速度與力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)