题目内容
【题目】用图甲所示的实验装置探究“动能定理”. 某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B,滑块上固定一遮光条.细线一端连着滑块,另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连,传感器下方悬挂钩码,每次滑块都从A处由静止释放.
(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d,如图乙所示,则d=_______mm.
(2)下列实验要求中不必要的一项是_______(请填写选项前对应的字母).
A.应使A位置与光电门间的距离适当大些
B.应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量
C.应将气垫导轨调至水平
D.应使细线与气垫导轨平行
(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变,改变钩码质量m,测出对应的力电传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t,通过描点作出线性图象,研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系,处理实验数据时应作出的图象是_______(请填写选项前对应的字母).
A.作出“t-F图象” B.作出“t2-F图象”
C.作出“t2-图象” D.作出“-F2图象”
【答案】(1)2.30 (2)B (3)C
【解析】
(1)游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数,不需要估读;
(2)从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤;
(3)根据运动学公式计算加速度,根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式,从而确定处理数据时应作什么图象.
(1)由图知第6条刻度线与主尺对齐,d=2mm+6×0.05mm=2.30mm;
(2)应使A位置与光电门间的距离适当大些,有利于减小误差,故A是必要的;拉力是直接通过传感器测量的,故与小车质量和钩码质量大小关系无关,故B不必要;应将气垫导轨调节水平,保持拉线方向与木板平面平行,这样拉力才等于合力,故CD是必要的;本题选不必要的,故选B.
(3)根据牛顿第二定律得,
那么()2=2()L
解得:
所以研究滑块的加速度与力的关系,处理数据时应作出F图象或作出t2-图象,故C正确.故选C.