Question

【题目】某学习小组利用图甲所示装置探究动能定理。斜面体固定在桌面上，带长方形遮光片的滑块（总质量为M）放在斜面体上的A处，左端由跨过轻质光滑定滑轮的细绳与沙桶相连；B、C两处安装有相同的光电门，可以测量遮光片通过光电门的挡光时间。向下轻推滑块，观察光电门的示数，通过增减沙桶中的沙子，直至遮光片通过两光电门时光电门的示数相等为止，测得此时沙桶及桶内沙的总质量为m。撤去细线和沙桶，让滑块从A处由静止释放，记录遮光片通过光电门C的遮光时间t，测最A、C间的距离L。

(1)用游标卡尺测量遮光片的宽度b，其示数如图乙所示，则b=__________mm。

(2)撤去细线和沙桶后，滑块从A处由静止释放，通过光电门C时的速度大小v=_____（用对应物理量的符号表示）。

(3)撤去细线和沙桶后，在实验误差允许范围内，滑块所受合力做的功与其动能变化的关系式为_______（用M、m、b、t、L以及重力加速度大小g表示）。

(4)下列做法中，可以减小实验误差的是_______（填写选项前的字母序号）。

A．桌面调成水平 B．滑块左侧的细线与斜面平行 C．m<<M

Answer 1

【答案】3.80 B

【解析】

(1)[1]游标卡尺测量遮光片的宽度

(2)[2]撤去细线和沙桶后，滑块从A处由静止释放，通过光电门C时的速度大小

(3)[3]遮光片通过两个光电门时光电门的示数相等，说明滑块沿斜面向下做匀速直线运动，滑块受力平衡，则有

mg=Mgsinθ-f

撤去沙桶后，滑块沿斜面向下做匀加速直线运动，所受合力

F合=Mgsinθ-f

解得

F合=mg

合力对滑块做的功

W=F合L=mgL

该过程中滑块动能的变化

在实验误差允许范围内，应有

即

(4)[4]本实验不需要测量斜面的倾角和高度，桌面是否水平与实验误差无关；只要滑块能沿斜面向下匀速运动，则说明滑块做匀加速直线运动所受的合力都为mg，不必满足mM这一条件。