Question

9．某實(shí)驗(yàn)小組利用拉力傳感器、光電門等器材探究滑塊“動(dòng)能定理”的實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，在滑塊上安裝一遮光條與拉力傳感器，把滑塊放在水平氣墊導(dǎo)軌上并靜止在A處，并通過(guò)定滑輪的細(xì)繩與鉤碼相連，光電門安裝在B處．測(cè)得滑塊（含遮光板和拉力傳感器）質(zhì)量為M、鉤碼總質(zhì)量為m、AB之間的距離為L(zhǎng)，當(dāng)?shù)氐闹亓�加速度為g．將滑塊在圖示A位置由靜止釋放后，拉力傳感器記錄下滑塊在運(yùn)動(dòng)過(guò)程的拉力為F，光電計(jì)時(shí)器記錄下遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間分別為△t．
①實(shí)驗(yàn)中是否要求鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M否（填：是、否）
②實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量是AB間的距離L（用文字及相應(yīng)的符號(hào)表示）．
③則本實(shí)驗(yàn)中探究滑塊動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL=$\frac{1}{2}$M（$\frac3zqyw17{△t}$）²（用以上對(duì)應(yīng)物理量的符號(hào)表示）．
④（雙選題）為減少實(shí)驗(yàn)誤差，可采取的方法是AD
A．增大AB之間的距離L         B．減少AB之間的距離L
C．增大遮光條的寬度d         D．減少遮光條的寬度d．

Answer 1

分析 本實(shí)驗(yàn)要測(cè)量拉力做的功，故要用刻度尺測(cè)量光電門A至光電門B中心之間的距離L．
滑塊經(jīng)過(guò)光電門時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門的平均速度．根據(jù)動(dòng)能定理列方程．
本實(shí)驗(yàn)用了氣墊導(dǎo)軌，摩擦力幾乎沒(méi)有，不需要平衡摩擦力．

解答 解：①拉力是直接通過(guò)傳感器測(cè)量的，故與小車質(zhì)量和鉤碼質(zhì)量大小關(guān)系無(wú)關(guān)；故不需要鉤碼總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量M；
②為了測(cè)量拉力的功，故要遮光片的厚度d，需要刻度尺測(cè)量．
③由于遮光條的寬度很小，通過(guò)光電門的時(shí)間也很短，故遮光條通過(guò)光電門的平均速度可以表示瞬時(shí)速度，則通，B點(diǎn)的速度v=$\fracr7pnqxd{△t}$，
拉力做功W=FL
動(dòng)能的增加量為△E_k=$\frac{1}{2}M{{v}_{B}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{A}}^{2}$=$\frac{1}{2}$M（$\fracydwf7dj{△t}$）²-0
故本實(shí)驗(yàn)中探究動(dòng)能定理的表達(dá)式為FL=$\frac{1}{2}$M（$\frachyc8gmi{△t}$）²．
④由公式可知，實(shí)驗(yàn)誤差來(lái)自由長(zhǎng)度的測(cè)量和速度的測(cè)量，故可以讓AB之間的距離L增大或減小遮光片的長(zhǎng)度；
故選：AD；
故答案為：①否；②光電門A至光電門B中心之間的距離L；③FL=$\frac{1}{2}$M（$\fracp3oaroe{△t}$）²；③AD．

點(diǎn)評(píng) 本題考查驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)，在處理實(shí)驗(yàn)時(shí)一定要找出實(shí)驗(yàn)原理，根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理我們可以尋找需要測(cè)量的物理量和需要注意的事項(xiàng)．