Question

某同学验证动能定理的实验装置如图甲所示．水平桌面上固定一倾斜的气垫导轨；导轨上A点处有一带遮光片的长方形滑块，其总质量为M，实验步骤如下：

①用游标卡尺测出遮光片的宽度d；

②安装好实验器材，给气垫导轨接上气源，然后读出拉力传感器的示数，记为F，同时从气垫导轨刻度尺上读出滑块与光电门之间的距离L；

③剪断细绳，让滑块滑向光电门，并记录滑块通过光电门的时间t；

④多次改变滑块与光电门之间的距离，记录相应的L与t的值，结果如下表所示：

	1	2	3	4	5
L（m）	0．600	0．800	1．000	1．200	1．400
t（ms）	8．22	7．17	6．44	5．85	5．43
（10^4s^－^2）	1．48	1．95	2．41	2．92	3．39

试分析下列问题：

（1）用游标卡尺测量遮光片宽度d的测量结果如图乙所示，则d＝________cm．

（2）剪断细绳后，滑块开始加速下滑，则其受到的合外力为________．

（3）剪断细绳后，在滑块从A运动至B的过程中，合外力对滑块、遮光片组成的系统做的功可表示为W＝_____，动能的增加量可表示为ΔE_k＝________；若动能定理成立，则在本实验中与L的关系式为＝________．

Answer

（1）1．00cm； （2）F; （3） W＝FL ; ΔEk＝Mv2＝M2 ; ＝．

【解析】试题分析：（1）宽度d的读数为：1．0cm+0×0．1mm=1．00cm；

（2）绳子剪断前，绳子的拉力为F，剪断后，则滑块受到的合外力为：F合=F

（3）滑块从A处到达B处时，滑块、遮光片组成的系统，合外力做的功为：W=FL；动能增加量为：根据动能定理，则有：得：

考点：探究功与速度变化的关系；刻度尺、游标卡尺的使用。

【名师点睛】了解光电门测量瞬时速度的原理。实验中我们要清楚研究对象和研究过程，此题为一验证性实验题。要求根据物理规律选择需要测定的物理量，运用实验方法判断合外力做的功是否与动能的变化量相同是解题的关键。游标卡尺读数的方法是主尺读数加上游标读数，不需估读。