Question

【題目】利用氣墊導(dǎo)軌驗(yàn)證動(dòng)能定理，實(shí)驗(yàn)裝置示意圖如圖所示:

實(shí)驗(yàn)主要步驟如下:

①在水平桌面上放置氣墊導(dǎo)軌，將它調(diào)至水平;

②用游標(biāo)卡尺測(cè)量遮光條的寬度d;

③由導(dǎo)軌標(biāo)尺讀出兩光電門中心之間的距離L;

④將滑塊移至光電門1左側(cè)某處，待托盤靜止不動(dòng)時(shí)，釋放滑塊，從固定在滑塊上的拉力傳感器讀出細(xì)線拉力的大小F，從數(shù)字計(jì)時(shí)器讀出遮光條通過(guò)光電門1的時(shí)間△t1，通過(guò)光電門2的時(shí)間△t2;

⑤用天平稱出滑塊、遮光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M

回答下列問(wèn)題:

(1)以滑塊(包含遮光條和拉力傳感移)為研究對(duì)象，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，若滿足關(guān)系式___ (用測(cè)量量的字母表示)，則可認(rèn)為驗(yàn)證了動(dòng)能定理;

(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，某同學(xué)提出如下觀點(diǎn)，其中正確的是 （________）

A.理論上，遮光條的寬度越窄，途光條通過(guò)光電門的平均速度越接近瞬時(shí)速度

B.牽引滑塊的細(xì)繩應(yīng)與導(dǎo)軌平行

C.需要考慮托盤和砝碼受到的空氣阻力對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生的影響

D.托盤和砝碼的總質(zhì)量m必須遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M

(3）不計(jì)空氣阻力，已知重力加速度，和實(shí)驗(yàn)測(cè)得的物理量，根據(jù)“mg－F＝ma”，可以計(jì)算托盤和砝碼的總質(zhì)量m。若不考慮遮光條寬度的影響，計(jì)算出托盤和砝碼的總質(zhì)量為m1；

若考慮遮光條寬度的影響，計(jì)算出托盤和砝碼的總質(zhì)量為m2，則m1____ m2(選填“大于”、“等于”、“小于”)。

Answer 1

【答案】 （1） （2）AB （3）大于

【解析】（1）過(guò)程中拉力做功為，滑塊通過(guò)光電門1時(shí)的速度為，通過(guò)光電門2時(shí)的速度為，故滑塊的動(dòng)能變化量為

所以若滿足，則可認(rèn)為驗(yàn)證了動(dòng)能定理

（2）遮光條的寬度越窄，則所用時(shí)間越小，根據(jù)，通過(guò)光電門的平均速度越接近瞬時(shí)速度，A正確；為了保證拉力方向和滑塊運(yùn)動(dòng)方向相同，所以應(yīng)使得牽引滑塊的細(xì)繩應(yīng)與導(dǎo)軌平行，B正確；因?yàn)樵搶?shí)驗(yàn)中有力傳感器，所以砝碼盤部分只起到拉動(dòng)作用，其受力不影響實(shí)驗(yàn)，不需要托盤和砝碼的總質(zhì)量m必須遠(yuǎn)小于滑塊、遮光條和拉力傳感器的總質(zhì)量M，CD錯(cuò)誤；

（3）根據(jù)可得，若考慮遮光條寬度的影響，在使用公式計(jì)算通過(guò)光電門的速度時(shí)，速度測(cè)量值比不考慮光條寬度時(shí)測(cè)出的速度偏大，所以加速度在考慮遮光條寬度時(shí)測(cè)量偏大，故質(zhì)量測(cè)量偏小，所以有