Question

用图甲所示的实验装置探究“动能定理”． 某学习小组在气垫导轨上安装了一个光电门B，滑块上固定一遮光条．细线一端连着滑块，另一端绕过气垫导轨左端的定滑轮与力电传感器相连，传感器下方悬挂钩码，每次滑块都从A处由静止释放．

(1)某同学用游标卡尺测量遮光条的宽度d，如图乙所示，则d=______mm．

(2)下列实验要求中不必要的一项是_________(请填写选项前对应的字母)．

A．应使A位置与光电门间的距离适当大些

B．应使滑块质量远大于钩码和力电传感器的总质量

C．应将气垫导轨调至水平

D．应使细线与气垫导轨平行

(3)实验时保持滑块的质量M和A、B间的距离L不变，改变钩码质量m，测出对应的力电传感器的示数F和遮光条通过光电门的时间t，通过描点作出线性图象，研究滑块动能的变化量与合外力对它所做功的关系，处理实验数据时应作出的图象是_________(请填写选项前对应的字母)．

A．作出“t-F图象”             B．作出“t²-F图象”

C．作出“t²-图象”           D．作出“-F²图象”

Answer

（1）2.30 （2）B （3）C

【解析】

（1）游标卡尺读数结果等于固定刻度读数加上可动刻度读数，不需要估读；
（2）从实验原理和实验误差角度分析操作的步骤；
（3）根据运动学公式计算加速度，根据牛顿第二定律F=Ma计算表达式，从而确定处理数据时应作什么图象．

（1）由图知第6条刻度线与主尺对齐，d=2mm+6×0.05mm=2.30mm；
（2）应使A位置与光电门间的距离适当大些，有利于减小误差，故A是必要的；拉力是直接通过传感器测量的，故与小车质量和钩码质量大小关系无关，故B不必要；应将气垫导轨调节水平，保持拉线方向与木板平面平行，这样拉力才等于合力，故CD是必要的；本题选不必要的，故选B．
（3）根据牛顿第二定律得，
那么()2＝2()L
解得：
所以研究滑块的加速度与力的关系，处理数据时应作出−F图象或作出t2-图象，故C正确．故选C.