Question

某小组利用气垫导轨装置探究“做功与物体动能改变量之间的关系”．下图1中，遮光条宽度为d，光电门可测出其挡光时间：滑块与力传感器的总质量为M，砝码盘的质量为m₀，不计滑轮和导轨摩擦．实验步骤如下：

①调节气垫导轨使其水平．并取5个质量均为m的砝码放在滑块上：

②用细绳连接砝码盘与力传感器和滑块，让滑块静止放在导轨右侧的某一位置，测出遮光条到光电门的距离为S；

③从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，释放滑块后，记录此时力传感器的值为F，测出遮光条经过光电门的挡光时间Δt；

④再从滑块上取出一个砝码放在砝码盘中，重复步骤③，并保证滑块从同一个位置静止释放；

⑤重复步骤④，直至滑块上的砝码全部放入到砝码盘中．

请完成下面问题：

（1）若用十分度的游标卡尺测得遮光条宽度d如图3，则d＝________mm．

（2）滑块经过光电门时的速度可用v＝________（用题中所给的字母表示，下同）计算．

（3）在处理步骤③所记录的实验数据时，甲同学理解的合外力做功为W₁＝FS，则其对应动能变化量应当是ΔE_k1＝________．

（4）乙同学按照甲同学的思路，根据实验数据得到F－的图线如图4所示，则其斜率k＝________．

Answer

（1）10．2（2）（3）（4）

【解析】

试题分析：1）由图示游标卡尺可知，其示数为：10mm+2×0．1mm=10．2mm；

（2）滑块经过光电门时的速度可用；

（3）动能改变量为：；

（4）由动能定理得：，整理得：，

则F- 图象的斜率：

考点：验证动能定理

【名师点睛】本题考查验证动能定理的实验，解决本题的关键掌握实验的原理，即验证动能的增加量和重力势能的减小量是否相等，掌握光电门的应用，明确用光电门求解瞬时速度的方法。