Question

15．某實驗小組利用圖（a）所示的氣墊導軌等實驗裝置來驗證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機械能守恒．
（1）如圖（b）所示，用游標卡尺測得遮光條的寬度為0.62cm；按圖（a）所示安裝好實驗裝置并將氣墊導軌調(diào)整水平后，將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計時器讀出遮光條通過光電門的時間為3.1×10^-2s，則滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度為0.2m/s；在本次實驗中還需要測量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量、滑塊的質(zhì)量和滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離．
（2）現(xiàn)用該裝置來探究滑塊的功與速度變化的關(guān)系．每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，且鉤碼質(zhì)量遠小于滑塊質(zhì)量，測出多組鉤碼的質(zhì)量m和對應(yīng)遮光條通過光電門的時間△t．通過描點作出線性圖象，應(yīng)作出B圖象（填選項前的字母）．
A．$\frac{1}{△t}-m$  B．$\frac{1}{{△{t^2}}}-m$   C．△t-m   D．△t²-m．

Answer 1

分析 （1）考查游標卡尺和秒表的讀數(shù)：先讀主尺（只讀整數(shù)），再加上游標尺（格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對齊的一個不估讀），滑塊經(jīng)過光電門時的瞬時速度可近似認為是滑塊經(jīng)過光電門的平均速度．
（2）由題意可知，該實驗中保持小車質(zhì)量M不變，根據(jù)動能定理表示出變量之間的關(guān)系求解．

解答 解：（1）主尺：6mm，游標尺：對齊的是2，所以讀數(shù)為：2×0.1=0.2mm，故遮光條寬度d=6.2mm=0.62cm，
v=$\fractvekmdj{△t}=\frac{0.62×1{0}^{-2}}{3.1×1{0}^{-2}}=0.2m/s$，
設(shè)遮光條前進了s，鉤碼的重力勢能減少了：mgs，系統(tǒng)動能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracpsyhfxk{△t}$）²，
所以我們可以通過比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracfxvmdrm{△t}$）²的大小來驗證機械能守恒定律．
所以還需要測量的物理量為：滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離，
（2）由題意可知，mgs=$\frac{1}{2}$M（$\fracplluarm{△t}$）²，
解得：m=$\frac{1}{△{t}^{2}}=\frac{2gs}{Mrclcplr^{2}}m$，
則應(yīng)作出$\frac{1}{{△{t^2}}}-m$圖象，故B正確．
故選：B
故答案為：（1）0.62；0.2；滑塊上的遮光條初始位置到光電門的距離；（2）B

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．