Question

【題目】某同學設計如圖所示裝置來探究動能定理在帶有定滑輪的長木板上B位置固定一光電門，用重物通過細線拉小車使其自A位置由靜止開始運動實驗中，小車(含遮光條)的質量和重物質量均保持不變，通過成倍增加AB間距離s的方法進行多次實驗驗證。該同學用游標卡尺測出遮光條的寬度d，用光電門連接的計時器可以顯示出遮光片通過光電門的時間t，用米尺測出了AB間的距離s。

(1)該同學用游標卡尺測出遮光片的寬度d=0.572cm，則該同學用的是___________的游標卡(填“10分度”、“20分度”、“50分度”)；

(2)下列實驗操作中必要的一項是___________(填選項前的字母)；

A.調整軌道的傾角，在未掛重物時使小車能在軌道上勻速運動

B.必須滿足重物的質量遠小于小車的質量

C.必須保證小車由靜止狀態開始釋放

(3)本實驗的主要誤差來源有(寫兩條)：___________、___________。

Answer 1

【答案】50分度 C 用遮光條通過光電門的平均速度代替小車過B點的瞬時速度 用米尺測量AB間距離有讀數誤差

【解析】

游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度；據動能定理和瞬時速度的求法，根據實驗原理即可判斷；

解：(1) 游標卡尺的讀數等于主尺讀數加上游標讀數，不需估讀，該同學用游標卡尺測出遮光片的寬度，10分度的分度值為，測出遮光片的寬度以毫米為單位，應為一位小數；20分度的分度值為，測出遮光片的寬度的數值最后一位數字為0或5；50分度的分度值為，測出遮光片的寬度的數值以毫米為單位，應為兩位小數，最后一位數字為偶數，故該同學用的是50分度的游標卡；

(2)(3)、由于用重物通過細線拉小車使其自A位置由靜止開始運動實驗，小車(含遮光條)的質量和重物質量均保持不變，通過成倍增加AB間距離s的方法進行多次實驗驗證，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，據動能定理有：，只要的關系即可，所以不需平衡摩擦力、不需要滿足重物的質量遠小于小車的質量，但必須保證每次小車靜止釋放；還需多次實驗減小偶然誤差，故A、B錯誤，C正確；

故選C。

所以本實驗的主要誤差來源有用遮光條通過光電門的平均速度代替小車過B點的瞬時速度；用米尺測量AB間距離有讀數誤差；