Question

【題目】某學(xué)習(xí)小組利用氣墊導(dǎo)軌裝置來探究“做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，圖1為實(shí)驗(yàn)裝置示意圖．利用氣墊導(dǎo)軌上的光電門可測出滑塊上的細(xì)窄擋光片經(jīng)過時(shí)的擋光時(shí)間．重力加速度為g，氣墊導(dǎo)軌水平放置，不計(jì)滑輪和導(dǎo)軌摩擦．實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a．測出擋光條的寬度為d，滑塊與擋光條的質(zhì)量為M；

b．輕細(xì)線的一端固定在滑塊上，另一端繞過定滑輪掛上一砝碼盤，盤和砝碼的總質(zhì)量為m（m＜＜M），細(xì)繩與導(dǎo)軌平行；

c．讓滑塊靜止放在導(dǎo)軌左側(cè)的某一位置，測出擋光片到光電門的距離為x；

d．釋放滑塊，測出擋光片經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間為△t；

e．改變砝碼的質(zhì)量，保證滑塊每次都在同一位置由靜止釋放，光電門可測得對應(yīng)的擋光時(shí)間；

（1）滑塊經(jīng)過光電門時(shí)速度的計(jì)算式v= ______ （用題目中所給的字母來表達(dá)）

（2）細(xì)線的拉力做功可表達(dá)為W= ______ ，滑塊的動(dòng)能改變表達(dá)為Ek= ______ ．（用題目中所給的字母來表達(dá)）

（3）我們可以通過測得的多組數(shù)據(jù)來建立-m的關(guān)系圖象來進(jìn)行更準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，則圖2圖象中哪一項(xiàng)更符合真實(shí)的實(shí)驗(yàn)情況______ ．

Answer 1

【答案】 丙

【解析】

由題中“利用氣墊導(dǎo)軌裝置來探究做功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”可知，本題考察功能關(guān)系的轉(zhuǎn)變，根據(jù)能量守恒可以分析本題。

（1）根據(jù)幾短時(shí)間內(nèi)的平均速度等于瞬時(shí)速度的大小，可以知道小物塊經(jīng)過光電門時(shí)的速度大小是

（2）根據(jù)題意可以知道，細(xì)線的拉力做功，即為盤和砝碼對應(yīng)重力做的功，即mgx；

滑塊的動(dòng)能改變表達(dá)式為

（3）該實(shí)驗(yàn)中保持小車質(zhì)量M不變，因此有

則

而

所以

重物質(zhì)量m增加不能遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量時(shí)，直線在末端發(fā)生彎曲，對此結(jié)果對應(yīng)圖中的圖丙。