Question

18．甲、乙两位同学用如图甲所示的装置做“探究合力做的功与动能改变关系”的实验，他们采用不同的思路去探究．

甲同学的思路：将光电门固定在水平轨道上的B点，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由静止释放．
乙同学的思路：将光电门固定在水平轨道上的B点，用重物通过细线拉小车，保持小车质量不变，改变所挂重物质量多次进行实验，每次小车都从同一位置A由静止释放．
（1）两位同学为了避免实验过程中小车受到的摩擦力对实验结果的影响，实验前都通过垫高木板的一端，使得小车在无拉力作用下做匀速直线运动．
（2）两位同学用游标卡尺测出遮光条的宽度d如图乙所示，d=1.140cm．
（3）按照甲同学的思路，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的关系，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
（4）按照乙同学的思路，测出多组重物质量m和相应小车经过光电门时的速度v，作出的v²-m图象如图丙所示，乙同学发现他作的v²-m图线的AB段明显弯曲，产生了误差，为减小误差请提出一种解决措施：必须满足重物的质量远小于小车的质量．

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；图线偏离直线的原因是没有使小车质量远大于钩码质量．

解答 解：（1）游标卡尺的主尺读数为11mm，游标读数为0.05×8mm=0.40mm，
所以最终读数为：11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm；
（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，而作的v²-m图线的AB段明显弯曲，原因是没有满足重物的质量远小于小车的质量，为了减小误差：必须满足重物的质量远小于小车的质量；
故答案为：（1）1.140；（2）D；（3）必须满足重物的质量远小于小车的质量．

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．