题目内容
【题目】在“探究动能定理”实验中,某实验小组采用如图甲所示的装置,在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N,滑块上固定一遮光条,细线绕过定滑轮将滑块与力传感器相连,传感器下方悬挂钩码。已知遮光条的宽度为d,滑块和遮光条的总质量为m。
(1)接通气源,滑块从A位置由静止释放,读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为、,力传感器的示数,改变钩码质量,重复上述实验。
①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动能增量的关系,还需要测量的物理量是 ___ (写出名称及符号)。
②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为____。
(2)保持钩码质量不变,改变光电门N的位置,重复实验,根据实验数据作出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方的关系图象,如图乙所示,则图线的斜率表示_____,图线在横轴上的截距表示______
(3)下列不必要考虑的实验操作和要求有______(请填写选项前对应的字母)。
A.测量钩码的质量
B.调节气垫导轨水平
C.调节滑轮使细线与气垫导轨平行
D.保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量
【答案】 (1)①光电门M、N间的距离L;(3) ② (2) 滑块经过光电门M时速度的二次方; (3)AD
【解析】(1)①根据动能定理的表达式: ,还需要测出光电门M、N间的距离L。
②, ,利用实验中直接测量的物理量表示需探究的动能定理的表达式为:
(2)根据动能定理的表达式: ,W与滑块到达N点时速度二次方的关系图象中,图线的斜率表示m/2,图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时速度的二次方。
(3)因为有力传感器测量滑块受到的拉力,所以不必测量钩码的质量,也不必保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量。
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