Question

与打点计时器一样，光电计时器也是一种研究物体运动情况时的常用计时仪器，如图甲所示，a、b分别是光电门的激光发射和接收装置。现利用如图乙所示的装置验证滑块所受外力做功与其动能变化的关系。方法是：在滑块上安装一遮光板，把滑块放在水平放置的气垫导轨上（滑块在该导轨上运动时所受阻力可忽略），通过跨过定滑轮的细绳与钩码相连，连接好1、2两个光电门，在图示位置释放滑块后，光电计时器记录下滑块上的遮光板先后通过两个光电门的时间分别为、。已知滑块（含遮光板）质量为M、钩码质量为m、两光电门间距为S、遮光板宽度为L、当地的重力加速度为g。

①用游标卡尺（20分度）测量遮光板宽度，刻度如图丙所示，读数为_________mm；

②本实验想用钩码的重力表示滑块受到的合外力，为减小这种做法带来的误差，实验中需要满足的条件是M____m（填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”）

③计算滑块先后通过两个光电门时的瞬时速度的表达式为： ＝_________、＝__________；（用题中所给字母表示）

④本实验中，验证滑块运动的动能定理的表达式为                  。（用题中所给字母表示）

Answer

（1）5.70；（2）远大于； （3） ； （4）

【解析】

试题分析：①遮光板宽度为：0.5cm+0.05mm×14=0.570cm=5.70mm；②设钩码的质量为m，小车的质量为M，对系统运用牛顿第二定律得，，则绳子的拉力，当m＜＜M时，绳子的拉力等于钩码的重力．

（3）滑块通过光电门1的瞬时速度，通过光电门2的瞬时速度．

（4）滑块重力势能的减小量为mgs，滑块动能的增加量为．

则滑块的机械能守恒的表达式为．

考点：验证滑块所受外力做功与其动能变化的关系