[题目]某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系 , 图示为实验装置示意图. 利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.重力加速度为,气垫导轨水平放置,不计滑轻和导轨摩擦.实验步骤如下:A.测出挡光片的宽度为,滑块与挡光片的质量为;B.轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘, 盘和� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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【题目】某学习小组利用气垫导轨装置来探究“做功与物体动能改变的关系”, 图示为实验装置示意图. 利用气垫导轨上的光电门可测出滑块上的细窄挡光片经过时的挡光时间.重力加速度为,气垫导轨水平放置,不计滑轻和导轨摩擦.实验步骤如下:

A.测出挡光片的宽度为,滑块与挡光片的质量为;

B.轻细线的一端固定在滑块上,另一端绕过定滑轮挂上一砝码盘, 盘和砝码的总质量为,细绳与导轨行;

C.让滑块静止放在导轨左侧的某一位置,测出挡光片到光电门的距离为;

D.释放滑块,测出挡光片经过光电门的挡光时间为;

E.改变砝码的质量,保证滑块每次都在同一位置由静止释放,光电门可测得对应的挡光时间.

（1）滑块经过光电门时速度的计算式_____(用题目中所给的字母来表达)

（2）细线的拉力做功的表达式为_____,滑块的动能改变的表达式为 _____(用题目中所给的字母来表示)

（3）我们可以通过测得的多组数据来建立的关系图像来进行更准确的实验验证,则图示中哪一项更符合真实的实验情况（_____）

【答案】 mgx 丙

【解析】

（1）根据很短时间内，平均速度等于瞬时速度，即可求解；

（2）根据拉力做功表达式，以及熟练应用匀变速直线运动规律，即可求解；

（3）根据运动学基本公式结合牛顿第二定律求出-m的关系式，从而选择图象．

（1）根据极短时间内的平均速度等于瞬时速度的大小，可知小滑块经过光电门时速度的大小是v=．

（2）由题意可知，细线的拉力做功，则即为盘和砝码对应重力做的功，即：mgx；

滑块的动能改变表达为Ek=

（3）该实验中保持滑块质量M不变，因此有：v2=2as，a=，

而a=，所以．

砝码质量m增加不能远小于滑块的质量时，直线在末端发生弯曲，则此结果对应于图中的图丙．

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