题目内容
【题目】某实验小组利用图甲所示装置探究动能定理。在倾斜的气垫导轨上平行导轨固定长直刻度尺,在导轨上固定一光电门,光电门和数字计时器相连(图中未画出),滑块上固定宽度为d的遮光条。实验时,将滑块放置在气垫导轨上某处(在光电门上方),通过刻度尺读出此时遮光条中心到光电门中心的距离x,然后将滑块由静止释放,数字计时器记录下滑块经过光电门的时间。改变光电门的位置,重复上述操作。
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(1)若用游标卡尺测量遮光条的宽度如图乙所示,则遮光条的宽度为____mm。
(2)某次实验时,数字计时器记录的时间为
,则滑块经过光电门所在位置时的速度表达式为v=___。
(3)该实验小组得到v2与x的关系图象如图丙所示,若该图线的斜率为k,且实验小组用天平测得滑块(含遮光条)的质量为m。滑块的加速度大小为____;滑块所受合力的大小为____;从释放点到经过光电门的过程中,若满足动能定理,则有
=_____。(均用题中相关物理量的符号表示)
【答案】2.50
kx
【解析】
(1)[1]由游标卡尺的读数规则可知,游标卡尺的读数为2.50mm;
(2)[2]小车经过光电门的速度为小车遮光条的宽度除以小车通过的时间,所以为
;
(3)[3]由
可得,
,所以小车的加速度为
;
[4]由牛顿第二定律可得
;
[5]若满足动能定理,则有
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代入化简得
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