Question

7．某同学用如图甲所示装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们将光电门固定在水平轨道上的B点，如图所示．并用重物通过细线拉小车，然后保持小车和重物的质量不变，通过改变小车释放点到光电门的距离（s）进行多次实验，实验时要求每次小车都从静止释放．

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=1.075cm．
（2）如果遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为s．该同学通过描点作出线性图象来反映合力做的功与动能改变关系，则他作的图象关系是下列哪一个时才能符合实验要求D．
A．s-t         B．s-t² C．s-t^-1 D．s-t^-2
（3）下列哪些实验操作能够减小实验误差C．
A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动
B．必须满足重物的质量远小于小车的质量
C．必须保证小车从静止状态开始释放．

Answer 1

分析 游标卡尺的读数等于主尺读数加上游标读数，不需估读，由于遮光条通过光电门的时间极短，可以用平均速度表示瞬时速度；
根据动能定理推导出s-t的表达式，画图线是线性关系的图象最能反映规律；

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为1cm，游标读数为15×0.05mm=0.75mm=0.075cm，
所以最终读数为：1cm+0.075cm=1.075cm；
（2）数字计时器记录通过光电门的时间，由位移公式计算出物体通过光电门的平均速度，
用该平均速度代替物体的瞬时速度，故在遮光条经过光电门时滑块的瞬间速度为：v=$\frac{d}{t}$，
根据动能定理：Fs=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$m（$\frac{d}{t}$）²，可见s与t²成反比，即与$\frac{1}{{t}^{2}}$成正比，故应作出s-t^-2图象．
故选：D．
（3）经前面分析知，要使s-t^-2图象为过原点的直线，应保证小车初动能为零，即必须保证小车从静止状态开始释放，
故选：C．
故答案为：（1）1.075；（2）D；（3）C．

点评 常用仪器的读数要掌握，这是物理实验的基础．处理实验时一定要找出实验原理，根据实验原理我们可以寻找需要测量的物理量和需要注意的事项．