Question

在“探究动能定理”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置，在水平气垫导轨上安装了两个光电门M、N滑块上固定一遮光条，细线绕过定滑轮滑块与力传感器相连，传感器下发悬挂钩码，已知遮光条的宽度为d，滑块和遮光条的总质量为m．

（1）接通气源，滑块从A位置由静止释放，读出遮光条通过光电门M、N的时间分别为t₁、t₂，力传感器的示数F，改变钩码质量，重复上述实验．

①为探究在M、N间运动过程中细线拉力对滑块做的功W和滑块动量增量△E_k的关系，还需要测量的物理量______（写出名称及符号）；

②利用实验中直接测量的物理量表示需探究的关系式为______．

（2）保持钩码质量不变，改变光电门N的位置，重复实验，根据实验数据做出从M到N过程中细线拉力对滑块做的功W与滑块到达N点时速度二次方v²的关系图象，如图乙所示，则图线的斜率表示______，图线在横轴上的截距表示______．

（3）下列不必要的实验操作和要求有______（请填写选项前对应的字母）

A．测量钩码的质量

B．调节气垫导轨水平

C．调节滑轮细线与气垫导轨平行

D．保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量．

Answer

两个光电门的间距L FL= 滑块经过光电门M时速度的二次方 AD

【解析】

（1）①根据动能定理的表达式：，还需要测出光电门M、N间的距离L．

②通过两个光电门的速度分别为，，利用实验中直接测量的物理量表示需探究的动能定理的表达式为：

（2）根据动能定理的表达式：，W与滑块到达N点时速度二次方v2的关系图象中，图线的斜率表示，图线在横轴上的截距表示滑块经过光电门M时速度的二次方．

（3）A、由于有力传感器直接测量力的大小，故不需要测量钩码质量，故该步骤不是必须的；
B、调节气垫导轨水平，可以保证合力等于拉力，故该步骤是必须的；
C、调节滑轮细线与气垫导轨平行，保证拉力水平，故该步骤是必须的；
D、由于已经有力传感器来测量力的大小，故不需要保证滑块质量远大于钩码和力传感器的总质量，即该步骤不是必须的；
故选AD。