Question

【題目】某學習小組利用圖甲所示裝置探究動能定理。斜面體固定在桌面上，帶長方形遮光片的滑塊（總質量為M）放在斜面體上的A處，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與沙桶相連；B、C兩處安裝有相同的光電門，可以測量遮光片通過光電門的擋光時間。向下輕推滑塊，觀察光電門的示數，通過增減沙桶中的沙子，直至遮光片通過兩光電門時光電門的示數相等為止，測得此時沙桶及桶內沙的總質量為m。撤去細線和沙桶，讓滑塊從A處由靜止釋放，記錄遮光片通過光電門C的遮光時間t，測最A、C間的距離L。

(1)用游標卡尺測量遮光片的寬度b，其示數如圖乙所示，則b=__________mm。

(2)撤去細線和沙桶后，滑塊從A處由靜止釋放，通過光電門C時的速度大小v=_____（用對應物理量的符號表示）。

(3)撤去細線和沙桶后，在實驗誤差允許范圍內，滑塊所受合力做的功與其動能變化的關系式為_______（用M、m、b、t、L以及重力加速度大小g表示）。

(4)下列做法中，可以減小實驗誤差的是_______（填寫選項前的字母序號）。

A．桌面調成水平 B．滑塊左側的細線與斜面平行 C．m<<M

Answer 1

【答案】3.80 B

【解析】

(1)[1]游標卡尺測量遮光片的寬度

(2)[2]撤去細線和沙桶后，滑塊從A處由靜止釋放，通過光電門C時的速度大小

(3)[3]遮光片通過兩個光電門時光電門的示數相等，說明滑塊沿斜面向下做勻速直線運動，滑塊受力平衡，則有

mg=Mgsinθ-f

撤去沙桶后，滑塊沿斜面向下做勻加速直線運動，所受合力

F合=Mgsinθ-f

解得

F合=mg

合力對滑塊做的功

W=F合L=mgL

該過程中滑塊動能的變化

在實驗誤差允許范圍內，應有

即

(4)[4]本實驗不需要測量斜面的傾角和高度，桌面是否水平與實驗誤差無關；只要滑塊能沿斜面向下勻速運動，則說明滑塊做勻加速直線運動所受的合力都為mg，不必滿足mM這一條件。