Question

为了探究加速度与力的关系，使用如图所示的气垫导轨装置进行实验．其中G₁、G₂为两个光电门，它们与数字计时器相连，当滑行器通过G_l、G₂光电门时，光束被遮挡的时间△t₁、△t₂都可以被测量并记录．滑行器连同上面固定的一条形挡光片的总质量为M，挡光片宽度为D，光电门间距离为s，牵引砝码的质量为m．

回答下列问题：

（1）实验开始应先调节气垫导轨下面的螺钉，使气垫导轨水平，在不增加其它仪器的情况 下，如何判定调节是否到位？答： _______________________________

（2）用上述装置“探究滑块的加速度与力的关系实验”

若取M=0.4kg，改变m的值，进行多次实验，以下m的取值不合适的一个是 (        )

A．m₁=5g    B．m₂=15g    C．m₃=40g      D．m₄=400g

在此实验中，需要测得每一个牵引力对应的加速度，其中求得的加速度的表达式为：_________________（用△t₁、△t₂、D、S表示）

（3）若用上述装置做“探究恒力做功与滑块动能改变的关系”实验，需要直接测量的物理量是__________，探究结果的表达式是____________（用相应符号表示）

（4）某学习小组还想用此装置来“验证机械能守恒定律”，是否可行？_______________。如可行，写出需要验证的表达式____________________。

Answer

（1）经过两个光电门的时间相等（2）D，（3）牵引砝码的质量m,滑块M, (4)是，

【解析】

试题分析：（1）做匀速运动，经过两个光电门的时间相等

（2）需要满足砝码的总质量远小于滑块的质量，所以不能满足，D正确；因为通过光电门的时间很短，所以通过光电门的瞬时速度近似等于光电门的平均速度，故有，，根据公式，所以加速度，

（3）要做“探究恒力做功与滑块动能改变的关系”实验，重力所做的功为，动能的变化量为，所以需要求出牵引砝码的质量m,滑块M,，满足表达式

（4）可以用来“验证机械能守恒定律”，但是动能的变化量是指两者的总动能变化，所以只需验证

考点：考查了“探究恒力做功与滑块动能改变的关系”实验、“验证机械能守恒定律”、 探究加速度与力的关系