Question

【題目】在“探究動能定理”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置，在水平氣墊導軌上安裝了兩個光電門M、N，滑塊上固定一遮光條，細線繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼．已知遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質量為m．

（1）接通氣源，滑塊從A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時間分別為t1、t2，力傳感器的示數F，改變鉤碼質量，重復上述實驗．

①為探究在M、N間運動過程中細線拉力對滑塊做的功W和滑塊動能增量ΔEk的關系，還需要測量的物理量是______（寫出名稱及符號）．

②利用上述實驗中直接測量的物理量表示需探究的關系式為______．

（2）保持鉤碼質量不變，改變光電門N的位置，重復實驗，根據實驗數據作 出從M到N過程中細線拉力對滑塊做的功W與滑塊到達N點時動能Ek的關系圖象，如圖乙所示，由圖象能探究動能定理，則圖線斜率約等于____，圖線在橫軸上的截距表示______．

（3）下列不必要的實驗操作和要求有______（請?zhí)顚戇x項前對應的字母）．

A．調節(jié)氣墊導軌水平

B．測量鉤碼和力傳感器的總質量

C．調節(jié)滑輪使細線與氣墊導軌平行

D．保證滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量

Answer 1

【答案】光電門M、N間的距離L1滑塊經過光電門M時的動能BD

【解析】

（1）①實驗要求解拉力功，根據W=FL，需要測量兩個光電門的間距L；
②功：W=FL，通過兩個光電門的速度分別為：vM＝、vN＝；故動能增加量為：△Ek＝；故需要驗證的表達式為：FL=；
（2）根據動能定理，有：W=，故W-EKN圖象的斜率為1，圖線在橫軸上的截距表示滑塊經過光電門M時的動能；
（3）調節(jié)氣墊導軌水平，可以保證合力等于拉力，故A步驟是必須的；由于有力傳感器直接測量力的大小，故不需要測量鉤碼質量，故B步驟不是必須的；調節(jié)滑輪細線與氣墊導軌平行，保證拉力水平，故C步驟是必須的；由于已經有力傳感器來測量力的大小，故不需要保證滑塊質量遠大于鉤碼和力傳感器的總質量，即D步驟不是必須的；故選BD.