Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組利用圖（a）所示的氣墊導(dǎo)軌等實(shí)驗(yàn)裝置來(lái)驗(yàn)證鉤碼和滑塊所組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒．
（1）如圖（b）所示，用游標(biāo)卡尺測(cè)得遮光條的寬度為0.62cm；按圖（a）所示安裝好實(shí)驗(yàn)裝置并將氣墊導(dǎo)軌調(diào)整水平后，將滑塊從圖示位置由靜止釋放，由數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間為3.1×10^-2s，則滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度為0.2m/s；在本次實(shí)驗(yàn)中還需要測(cè)量的物理量有：鉤碼的質(zhì)量、滑塊的質(zhì)量和滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離．
（2）現(xiàn)用該裝置來(lái)探究滑塊的功與速度變化的關(guān)系．每次滑塊都從同一位置由靜止釋放，且鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于滑塊質(zhì)量，測(cè)出多組鉤碼的質(zhì)量m和對(duì)應(yīng)遮光條通過(guò)光電門(mén)的時(shí)間△t．通過(guò)描點(diǎn)作出線性圖象，應(yīng)作出B圖象（填選項(xiàng)前的字母）．
A．$\frac{1}{△t}-m$  B．$\frac{1}{{△{t^2}}}-m$   C．△t-m   D．△t²-m．

Answer 1

分析 （1）考查游標(biāo)卡尺和秒表的讀數(shù)：先讀主尺（只讀整數(shù)），再加上游標(biāo)尺（格數(shù)乘以分度分之一，格數(shù)找對(duì)齊的一個(gè)不估讀），滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)時(shí)的瞬時(shí)速度可近似認(rèn)為是滑塊經(jīng)過(guò)光電門(mén)的平均速度．
（2）由題意可知，該實(shí)驗(yàn)中保持小車(chē)質(zhì)量M不變，根據(jù)動(dòng)能定理表示出變量之間的關(guān)系求解．

解答 解：（1）主尺：6mm，游標(biāo)尺：對(duì)齊的是2，所以讀數(shù)為：2×0.1=0.2mm，故遮光條寬度d=6.2mm=0.62cm，
v=$\frac7n9fnrn{△t}=\frac{0.62×1{0}^{-2}}{3.1×1{0}^{-2}}=0.2m/s$，
設(shè)遮光條前進(jìn)了s，鉤碼的重力勢(shì)能減少了：mgs，系統(tǒng)動(dòng)能增加了：$\frac{1}{2}$（M+m）（$\fracl11fnbd{△t}$）²，
所以我們可以通過(guò)比較mgs和$\frac{1}{2}$（M+m）（$\frac3x1vjhx{△t}$）²的大小來(lái)驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
所以還需要測(cè)量的物理量為：滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離，
（2）由題意可知，mgs=$\frac{1}{2}$M（$\fracrtflvbt{△t}$）²，
解得：m=$\frac{1}{△{t}^{2}}=\frac{2gs}{Mpd7lfvt^{2}}m$，
則應(yīng)作出$\frac{1}{{△{t^2}}}-m$圖象，故B正確．
故選：B
故答案為：（1）0.62；0.2；滑塊上的遮光條初始位置到光電門(mén)的距離；（2）B

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．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)．