Question

【題目】某學習小組利用如圖所示的裝置驗證動能定理。

（1）安裝好實驗器材，要調節氣墊導軌調至水平。操作應該是不掛砝碼盤和細線，如果滑塊 則氣墊導軌調整至水平狀態。

（2）從裝置圖中讀出兩光電門中心之間的距離s＝ cm；通過下圖游標卡尺測得擋光條的寬度d= mm

（3）擋光條的寬度為d，記錄擋光條通過光電門1和2所用的時間Δt1和Δt2，并從拉力傳感器中讀出滑塊受到的拉力F，為了完成實驗，還需要直接測量的一個物理量是 ；

（4）實驗所驗證的動能定理的表達式 （用（2）（3）中字母表示）

（5）該實驗是否需要滿足砝碼盤和砝碼的總質量遠小于滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量？ （填“是”或“否”）。

Answer 1

【答案】（1）能在氣墊導軌上靜止或做勻速運動或滑塊經過兩個光電門的時間相等（2）50.00cm；2.25mm

（3）滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量m（4）（5）否

【解析】

試題（1）實驗時要調整氣墊導軌水平．不掛鉤碼和細線，接通氣源，如果滑塊能在氣墊導軌上靜止或做勻速運動或滑塊經兩個光電門的時間相等，則表示氣墊導軌調整至水平狀態

（2）光電門1的中心刻度為20.30cm，光電門2的中心刻度為70.30cm，所以光電門中心之間的距離s=50.00cm，游標卡尺的讀數為

（3）要計算動能，還需要測量總質量，即滑塊、擋光條和拉力傳感器的總質量m

（4）拉力所做的功為，通過光電門1的速度為，通過光電門2的速度為，故滑塊的動能變化量為，根據動能定理可得

（5）該實驗中由于已經用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量