Question

【題目】如圖甲所示，氣墊導軌上質量為M的滑塊通過輕質細繩繞過滑輪與質量為m的鉤碼相連，繩子的懸掛點與拉力傳感器相連，遮光條寬度為d.氣源開通后，滑塊在繩子拉力的作用下由靜止釋放，遮光條通過光電門的時間為Δt，拉力傳感器的讀數為F.不計滑輪質量、不計滑輪軸、滑輪與輕質細繩之間的摩擦．

(1) 某同學用螺旋測微器測遮光條寬度，螺旋測微器示數如圖乙所示，d＝________mm.

(2) 某學習小組的同學欲探究繩子拉力對滑塊做功與滑塊動能變化的關系，記錄滑塊釋放時遮光條與光電門的距離L及其通過光電門的時間Δt，得到一系列L和Δt的數據，通過圖象法處理數據時，為了獲得線性圖象應作________(選填“ “”或“”)圖象，該圖象的斜率k＝________(用題中字母表示)．

(3) 該小組同學利用所測數據計算發現：繩子拉力F做的功總小于滑塊動能的變化量．若實驗中數據的測量均是準確的，分析出現這一意外情況的可能原因是________．

A. “沒有滿足鉤碼質量m遠小于滑塊質量M”這一條件

B. 滑塊運動過程中存在阻力

C. 沒有調節氣墊導軌水平

D. 拉滑塊的細繩與氣墊導軌不平行

(4) 在排除意外情況后，用上述裝置和相應數據研究系統(含滑塊、鉤碼)機械能是否守恒，若運動過程中系統機械能守恒，則滿足下列________關系式．

A. B.

C. D.

Answer 1

【答案】3.122～3.115 C D

【解析】

（1）根據螺旋測微器的讀數原理可知，

（2）根據牛頓第二定律可得：F=Ma，再結合運動學規律，，聯立可得，，為了獲得線性圖像，應作圖，且斜率k表示

（3）拉力做的功比動能變化小，根據動能定理可知，肯定有另外一個力做正功，分析可知C正確。

A、實驗是通過傳感器測量力的大小，無需滿足鉤碼質量m遠小于滑塊質量M

B、實驗中使用的是氣墊導軌，可認為沒有摩擦力

D、拉滑塊的細繩與氣墊導軌不平行的話，拉力此時是變力，但是只有拉力做功，所以拉力做的功應該等于動能變化

（4）連接鉤碼的為動滑輪，結合動滑輪的規律，鉤碼下降的高度為滑塊的一半，鉤碼的速度也是滑塊的一半，所以重力勢能變化量為，動能變化量為，驗證機械能是否守恒，主要是看兩者數值是否相等，D正確