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常用的计时仪器，如图甲所示：A.b分别是光电门的激光发射器和接收装置。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“远大于”“小于”“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：=________、=________（用题中的字母表示）

（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）（2）远大于（3），（4）

【解析】

试题分析：（1）游标卡尺的读数为

（2）对整体有，对滑块有，联立可得，只有当时，

（3）光电门的宽度很窄，所以通过光电门的平均速度可近似认为是瞬时速度，故有，

（4）重力做功为，动能变化量为，故只需要验证即可

考点：验证动能定理实验

【名师点睛】（1、2）解决本题的关键掌握螺旋测微器和游标卡尺的读数方法，以及掌握用钩码重力表示小车所受合力的处理方法．（3、4）解决本题的关键知道极短时间内的平均速度可以表示瞬时速度，以及掌握该实验的原理，滑块的机械能守恒