Question

【題目】在“探究動(dòng)能定理”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置，在水平氣墊導(dǎo)軌上安裝了兩個(gè)光電門M、N，滑塊上固定一遮光條，細(xì)線繞過定滑輪將滑塊與力傳感器相連，傳感器下方懸掛鉤碼．已知遮光條的寬度為d，滑塊與遮光條的總質(zhì)量為m．

（1）接通氣源，滑塊從A位置由靜止釋放，讀出遮光條通過光電門M、N的時(shí)間分別為t1、t2，力傳感器的示數(shù)F，改變鉤碼質(zhì)量，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)．

①為探究在M、N間運(yùn)動(dòng)過程中細(xì)線拉力對(duì)滑塊做的功W和滑塊動(dòng)能增量ΔEk的關(guān)系，還需要測(cè)量的物理量是______（寫出名稱及符號(hào)）．

②利用上述實(shí)驗(yàn)中直接測(cè)量的物理量表示需探究的關(guān)系式為______．

（2）保持鉤碼質(zhì)量不變，改變光電門N的位置，重復(fù)實(shí)驗(yàn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作 出從M到N過程中細(xì)線拉力對(duì)滑塊做的功W與滑塊到達(dá)N點(diǎn)時(shí)動(dòng)能Ek的關(guān)系圖象，如圖乙所示，由圖象能探究動(dòng)能定理，則圖線斜率約等于____，圖線在橫軸上的截距表示______．

（3）下列不必要的實(shí)驗(yàn)操作和要求有______（請(qǐng)?zhí)顚戇x項(xiàng)前對(duì)應(yīng)的字母）．

A．調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平

B．測(cè)量鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

C．調(diào)節(jié)滑輪使細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行

D．保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量

Answer 1

【答案】光電門M、N間的距離L1滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)的動(dòng)能BD

【解析】

（1）①實(shí)驗(yàn)要求解拉力功，根據(jù)W=FL，需要測(cè)量?jī)蓚�(gè)光電門的間距L；
②功：W=FL，通過兩個(gè)光電門的速度分別為：vM＝、vN＝；故動(dòng)能增加量為：△Ek＝；故需要驗(yàn)證的表達(dá)式為：FL=；
（2）根據(jù)動(dòng)能定理，有：W=，故W-EKN圖象的斜率為1，圖線在橫軸上的截距表示滑塊經(jīng)過光電門M時(shí)的動(dòng)能；
（3）調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌水平，可以保證合力等于拉力，故A步驟是必須的；由于有力傳感器直接測(cè)量力的大小，故不需要測(cè)量鉤碼質(zhì)量，故B步驟不是必須的；調(diào)節(jié)滑輪細(xì)線與氣墊導(dǎo)軌平行，保證拉力水平，故C步驟是必須的；由于已經(jīng)有力傳感器來測(cè)量力的大小，故不需要保證滑塊質(zhì)量遠(yuǎn)大于鉤碼和力傳感器的總質(zhì)量，即D步驟不是必須的；故選BD.