Question

19．某位同学用图示的装置做“探究合力的功与动能改变关系”的实验，他通过成倍增加位移的方法来进行验证．先将光电门固定在水平轨道上的B点（甲图），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A到光电门的距离S，并进行多次实验，每次实验都要求小车从静止释放：

（1）用游标卡尺测出遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=1.050cm；
（2）设遮光条通过光电门的时间为t，小车到光电门的距离为S，通过描点作出线性图象来反映合外力的功与动能改变的关系，则他作出的图象关系是下列哪一个，才能符合实验要求D
A．s-t    B．s-t²   C．s-$\frac{1}{t}$    D．s-$\frac{1}{{t}^{2}}$
（3）下列哪些实验操作能够减小实验误差CD
A．调整轨道倾角，平衡摩擦力
B．必须满足重物的质量远小于小车的质量
C．必须保证每次都从静止释放小车
D．增加实验次数．

Answer 1

分析 （1）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．
（2）据动能定理和瞬时速度的求法，再据题意判断选择的图象判断选项．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为10mm，游标读数为：0.05×10mm=0.50mm，
所以最终读数为：10mm+0.5mm=10.5mm=1.050cm；
（2）据题意可知，探究合力的功与动能改变关系”的实验，他通过成倍增加位移的方法来进行验证，所以需要先表示出小车的速度，小车的速度用平均速度代替，即v=$\frac{d}{t}$；再据动能定理和通过描点作出线性图象来反映合外力的功与动能改变的关系，应用s-$\frac{1}{{t}^{2}}$图象研究，故ABC错误，D正确．
故选：D．
（3）由于该实验是通过成倍增加位移的方法来进行验证，只要s-$\frac{1}{{t}^{2}}$的关系即可，所以不需平衡摩擦力、不需要满足重物的质量远小于小车的质量，但必须保证每次小车静止释放；还需多次实验减小偶然误差，故AB错误，CD正确．
故选：CD．
故答案为：（1）1.050；（2）D；（3）CD．

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．