Question

【题目】如图所示，气垫导轨上质量为M的滑块通过轻质细绳绕过轻质动滑轮与拉力传感器相连，动滑轮下悬挂质量为m的钩码，滑块上遮光条宽度为d。实验时，滑块由静止释放，测得遮光条通过光电门的时间为Δt，拉力传感器的读数为F。

（1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为_____ cm；

（2）某同学在“探究绳子拉力对滑块做功与滑块动能变化的关系”实验时，记录滑块的初位置与光电门的距离L及挡光条通过光电门的时间Δt，测得多组L和Δt值。应用图象法处理数据时，为了获得线性图象应作 _________图象（选填“”、“ ”或“”），该图象的斜率k=______；

（3）该同学通过实验发现：绳子拉力F做的功总大于滑块动能的变化量。若实验数据测量准确，出现该情况的可能原因是______。

A．钩码质量m未远小于滑块质量M

B．滑块运动过程中克服阻力做功

C．气垫导轨没有调节水平

D．没有考虑动滑轮的质量

（4）若用上述装置研究系统（含滑块、钩码）机械能守恒，设滑块由静止开始的释放点与光电门的距离为L、挡光条通过光电门的时间为Δt，则满足关系式_______（用已知量符号表示）时，运动过程中系统机械能守恒。

Answer 1

【答案】 0.355 BC

【解析】（1）用游标卡尺测量遮光条宽度，其读数为：0.3cm+0.05mm×11=0.355 cm；

（2）由动能定理： ，则 ，则为了获得线性图象应作图像；该图象的斜率；

（3）因此实验中应用了力传感器，则不需要钩码质量m远小于滑块质量M，选项A错误；滑块运动过程中克服阻力做功，使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功，选项B正确；气垫导轨没有调节水平，滑块要克服重力做功，使得滑块动能的变化量小于绳子拉力F做的功，选项C正确；因此实验中应用了力传感器，则动滑轮的质量对实验无影响，选项D错误；故选BC.

（4）拉力对系统做功：W=mgL；滑块的速度，则钩码的速度为 ；则系统动能的增量：；则若运动过程中系统机械能守恒，则满足关系式：.