题目内容

【题目】某同学设计了如下实验研究做功与速度之间的关系:在桌面上放置一个粗糙程度处处相同的长木板,并将一刻度软尺固连在长木板一侧。将带有滑轮的一端稍伸出桌外,并在其附近固定光电门,小车通过细线绕过滑轮与钩码相连,调节滑轮的高度使细线与木板平面平行,在小车上固定挡光片。将小车从距光电门一定距离处由静止释放,利用刻度尺测出挡光片到光电门的距离(挡光片和光电门中部均有指示箭头辅助读数),计算出小车经过光电门时的速度;然后保持钩码质量和小车质量不变,改变小车的释放位置重复实验,测得多组数据,从而研究其关系。如图所示。

(1)这位同学找到了两个挡光片,用游标卡尺测出挡光片a的宽度(图甲),用螺旋测微器测出挡光片b的宽度(图乙),读数分别为______________mm,_________________mm;他应该选择挡光片_________(填ab)进行实验。

(2)他的实验是否需要平衡摩擦力?是否需要钩码质量远小于小车质量?_________

A.需要,需要 B.不需要,不需要

C.需要,不需要 D.不需要,需要

(3)他通过实验数据和计算数据没有找到做功和速度之间的关系,所以打算用图象对数据进行处理,他利用小车释放时挡光片与光电门的距离S和挡光片经过光电门时的挡光时间t两组数据,并用S做纵轴,那么横轴数据应该为____________

【答案】 25.80 7.825 b B

【解析】(1)游标卡尺固定刻度读数为25mm,游标读数为0.05×16mm=0.80mm,所以最终读数为:25mm+0.80mm=25.80mm;螺旋测微器的固定刻度读数为7.5mm,可动刻度读数为0.01×32.5mm=0.325mm,所以最终读数为:7.5mm+0.325mm=7.825mm.

(2)这种实验方法不需要计算功的数值,只要合外力恒定即可,所以不需要平衡摩擦力,也不需要满足钩码质量远小于小车质量的条件,所以选择B。

(3)合外力的功等于动能的变化即末动能,而动能与速度的平方成正比,,即,所以应该用做横轴。

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