Question

【题目】某实验小组利用水平气垫导轨组成的实验装置来“探究做功与物体动能变化的关系”，如图甲所示。已知遮光条宽度为d，滑块从图示位置到光电门位置之间的距离为L，滑块与遮光条的总质量为M，钩码的总质量为m。已知当地重力加速度g=10m/s2，本实验忽略空气阻力。

(1)实验前____________(填“需要”或“不需要”)将气垫导轨适当倾斜；

(2)实验时将滑块从图示位置由静止释放，由数字计时器读出遮光条通过光电门的时间为t，则滑块经过光电门时的瞬时速度v=______________；

(3)本实验中由于没有找到合适的滑块，无法满足滑块质量M远远大于钩码质量m，则

①滑块从图示位置到光电门过程中合外力对滑块做的功W_______mgL(填“大于”、“等于”或“小于”)。

②通过多次改变光电门到滑块初始位置之间的距离L来探究做功与物体动能变化的关系，测得多组数据并作出-L图象如图乙所示则由图像得到=_______

Answer 1

【答案】（1）不需要 （2）d/t 小于 1

【解析】

(1).气垫导轨是一种现代化的力学实验仪器。它利用小型气源将压缩空气送入导轨内腔。空气再由导轨表面上的小孔中喷出，在导轨表面与滑行器内表面之间形成很薄的气垫层。滑块就浮在气垫层上，与轨面脱离接触，因而能在轨面上做近似无阻力的直线运动，极大地减小了在实验中由于摩擦力引起的误差，使实验结果接近理论值，因此实验前不需要将气垫导轨适当倾斜。

(2).滑块经过光电门时的瞬时速度v=

(3).①在无法满足滑块质量M远远大于钩码质量m的情况下，细线上的拉力小于钩码的重力mg，所以滑块从图示位置到光电门过程中合外力对滑块做的功WmgL。

②由动能定理得：mgL=(M

v=

变形得=L

由图像知斜率=10

可得=1

故答案为：（1）不需要；（2）d/t；(3)小于；1