Question

7．如图1所示，是小王同学做“探究做功与速度变化的关系”的实验装置．AB是下端安装有光电门的斜面，斜面AB上钉了一刻度尺，刻度起点0正好在光电门处，当光电门中有物体通过时，与之连接的数字计时器（图中未画出）能够显示挡光条的挡光时间．实验中，将AB放在水平桌面上，A端用物块垫高，将滑块在斜面上由静止释放，由数字计时器记录挡光时间．

①用游标卡尺测量挡光条宽度如图2，其读数为0.460cm；
②将挡光条粘在滑块上，让滑块从斜面某处由静止滑下，滑块通过光电门时，数字计时器显示挡光时间为2.0×10^-3s，则小滑块的速度为2.3m/s．
③要研究“功与速度变化的关系”只要研究每次从静止下滑时的长度与到达光电门的速度的关系即可，这是因为根据动能定理可知$W=FL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，因为物体在运动中受到的合力不变，故只要研究每次从静止下滑时的长度L与到达光电门的速度v的关系即可．
④重复上面的②，并记下滑块每次下滑时对应的刻度尺上的刻度值L（即滑块与光电门的距离），根据每次的速度v及L作出了v与L关系的图象下列正确的是C．

Answer 1

分析 游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读．根据较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度求出瞬时速度．根据动能定理可知$W=FL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，因为物体在运动中受到的合力不变，故只要研究每次从静止下滑时的长度L与到达光电门的速度v的关系，v²-L是一条过原点的直线，而v-L的关系图线应是向下弯曲的图象．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为4mm，游标读数为0.05×12=0.60mm，所以d=4mm+0.60mm=4.60mm=0.460cm．
（2）因为较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，得：v=$\frac{d}{△t}$=$\frac{0.460×1{0}^{-2}}{2.0×1{0}^{-3}}m/s=2.3m/s$
（3）根据动能定理可知$W=FL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，因为物体在运动中受到的合力不变，故只要研究每次从静止下滑时的长度L与到达光电门的速度v的关系即可．
（4）根据$W=FL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$可知，v²-L是一条过原点的直线，而v-L的关系图线应是向下弯曲的图象，故C正确、ABD均错误，故选：C．
故答案为：（1）0.460；（2）2.3；（3）根据动能定理可知$W=FL=\frac{1}{2}m{v}^{2}$，因为物体在运动中受到的合力不变，故只要研究每次从静止下滑时的长度L与到达光电门的速度v的关系即可；（4）C．

点评 解决本题的关键掌握游标卡尺的读数方法，游标卡尺的读数等于主尺读数等于游标读数，不需估读．以及掌握在较短时间内的平均速度可以表示瞬时速度．