题目内容
【题目】某探究小组利用气垫导轨和光电门计时器等装置探究动能定理。他们通过改变滑轮下端的小盘中沙子的质量来改变滑块水平方向的拉力；滑块上装有宽为d的挡光片。实验中，用天平称出小盘和沙子的总质量为m，滑块（带挡光片）的质量为M，计时器显示挡光片经过光电门1和2的时间分别为△t1、△t2。
（1）在满足___________的条件下，才可以认为小盘和沙子的重力所做的功等于绳的拉力对滑块做的功。
（2）实验中还必须测量的物理量是______，试写出本次需要探究的关系式______（用测量量和已知量表示）。
（3）写出一个减小本实验误差的方法_______________________。
【答案】（1）m<<M （2）两光电门之间的距离L，
，（3）减小挡光片的宽度利用速度传感器来获取滑块的速度。
【解析】试题分析：（1）当小盘和沙子的质量太大时，小盘、沙子和滑块具有相同的加速度，设绳子的拉力为F，对小盘和沙子列牛顿第二定律
，可得绳子的拉力
，对整体列牛顿第二定律
，
，根据此式可以看出当m<<M，加速度
就越小，绳子的拉力
越接近小盘和沙子的重力，所以应m<<M。
（2）本实验探究动能定理，必须计算绳子拉力做的功，需要力的方向上发生的位移，所以需要测量两光电门之间的距离。滑块在光电门处的速度，可用挡光片的宽度和通过光电门所用时间求得
，再看看拉力做的功是否等于滑块动能的增加量。
（3）对本实验影响的因素有小盘和沙子的重力大于细绳对滑块的拉力，只能减少盘和沙的总重力来减少误差；计算滑块速度需要测量挡光片的宽度，测量时读数有误差，为减少此误差应减小挡光片宽度并利用速度传感器来获取滑块速度。
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