Question

【題目】某探究小組利用氣墊導(dǎo)軌和光電門計(jì)時(shí)器等裝置探究動(dòng)能定理。他們通過改變滑輪下端的小盤中沙子的質(zhì)量來改變滑塊水平方向的拉力；滑塊上裝有寬為d的擋光片。實(shí)驗(yàn)中，用天平稱出小盤和沙子的總質(zhì)量為m，滑塊（帶擋光片）的質(zhì)量為M，計(jì)時(shí)器顯示擋光片經(jīng)過光電門1和2的時(shí)間分別為△t1、△t2。

（1）在滿足___________的條件下，才可以認(rèn)為小盤和沙子的重力所做的功等于繩的拉力對(duì)滑塊做的功。

（2）實(shí)驗(yàn)中還必須測量的物理量是______，試寫出本次需要探究的關(guān)系式______（用測量量和已知量表示）。

（3）寫出一個(gè)減小本實(shí)驗(yàn)誤差的方法_______________________。

Answer 1

【答案】（1）m<<M （2）兩光電門之間的距離L，，（3）減小擋光片的寬度利用速度傳感器來獲取滑塊的速度。

【解析】試題分析：（1）當(dāng)小盤和沙子的質(zhì)量太大時(shí)，小盤、沙子和滑塊具有相同的加速度，設(shè)繩子的拉力為F，對(duì)小盤和沙子列牛頓第二定律，可得繩子的拉力，對(duì)整體列牛頓第二定律，，根據(jù)此式可以看出當(dāng)m<<M，加速度就越小，繩子的拉力越接近小盤和沙子的重力，所以應(yīng)m<<M。

（2）本實(shí)驗(yàn)探究動(dòng)能定理，必須計(jì)算繩子拉力做的功，需要力的方向上發(fā)生的位移，所以需要測量兩光電門之間的距離。滑塊在光電門處的速度，可用擋光片的寬度和通過光電門所用時(shí)間求得，再看看拉力做的功是否等于滑塊動(dòng)能的增加量。

（3）對(duì)本實(shí)驗(yàn)影響的因素有小盤和沙子的重力大于細(xì)繩對(duì)滑塊的拉力，只能減少盤和沙的總重力來減少誤差；計(jì)算滑塊速度需要測量擋光片的寬度，測量時(shí)讀數(shù)有誤差，為減少此誤差應(yīng)減小擋光片寬度并利用速度傳感器來獲取滑塊速度。