Question

【题目】如图所示装置可以用来“探究加速度与合外力、质量的关系”，也可以用来“探究功与速度变化的关系”和“验证机械能守恒定律”等。

（一）某同学用此装置探究小车在拉力作用下的加速。用游标卡尺测量遮光条的宽度d，其示数如图所示，则d = __________mm。测出小车静止时遮光条到光电门的距离为x，光电计时器读出遮光条通过光电光门的时间是t，则小车的加速度是_______________。（用测量的符号表示）

（二）该同学继续用此装置做“探究功与速度变化的关系”的实验，他通过改变小车释放点到光电门的距离成倍增加进行多次实验，每次实验时要求小车都由静止释放．

(1)如果每次实验时遮光条通过光电门的时间为t，通过描点作出线性图象来反映合力做功与t的关系，则下图中符合实验事实的是（______）

(2)下列实验操作中必要的是（______）

A．调整轨道的倾角，在未挂重物时使小车能在轨道上匀速运动

B．必须满足重物的质量远小于小车的质量

C．必须保证小车由静止状态开始释放

D．保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变

Answer 1

【答案】 5.50 D CD

【解析】（1）游标卡尺的主尺读数为5mm，游标读数为0.05×10mm=0.50mm，所以最终读数d=5mm+0.50mm=5.50mm。由题意可知，该实验中保持小车质量M不变，因此有： ，速度为： ，联立可得： 。

（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： ，根据动能定理可得： ，由此可知，故选D。由于该实验是通过成倍增加位移的方法来进行验证，只要的关系即可，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和保持小车(包括遮光条)和重物的质量不变，故AB错误，CD正确。