Question

14．某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖甲所示的裝置來(lái)探究“功與速度變化的關(guān)系”，實(shí)驗(yàn)中，小車經(jīng)過(guò)光電門時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面．
（1）實(shí)驗(yàn)步驟如下：
第一步：用螺旋測(cè)微器測(cè)得擋光片的寬度d如圖乙所示，則d=5.695mm．

第二步：把擋光片固定在小車上，把小車放到軌道上，用細(xì)線一端與小車連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤，
第三步：保持軌道水平，在砝碼盤里放適量砝碼，讓小車由靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng)，釋放后，記錄光電門的擋光時(shí)間t，測(cè)出光電門距離擋光片前端的距離x，
第四步：小車仍由同一點(diǎn)靜止釋放，僅移動(dòng)光電門，改變x，多次實(shí)驗(yàn)并記錄數(shù)據(jù)，
第五步：關(guān)閉電源，通過(guò)分析小車位移與速度變化的關(guān)系來(lái)研究合外力做功與速度變化的關(guān)系．
（2）實(shí)驗(yàn)中，該小組同學(xué)通過(guò)研究小車位移x與擋光時(shí)間t的關(guān)系從而得到合外力做功與速度變化的關(guān)系，為了使圖象呈現(xiàn)線性關(guān)系，該組同學(xué)應(yīng)作D圖象．（填序號(hào)）
A、x-t     B、x-$\frac{1}{t}$      C、x-t²      D、x-$\frac{1}{{t}^{2}}$．

Answer 1

分析 （1）由螺旋測(cè)微器讀出整毫米數(shù)，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小部分．即可得到擋光片的寬度；
（2）由于遮光條通過(guò)光電門的時(shí)間極短，可以用平均速度表示瞬時(shí)速度，根據(jù)牛頓第二定律結(jié)合動(dòng)能定理列式，聯(lián)立方程求解．

解答 解：（1）由螺旋測(cè)微器讀出整毫米數(shù)為5.5mm，由可動(dòng)刻度讀出毫米的小部分為19.5×0.01=0.195mm．則擋光片的寬度為d=5.5mm+0.195mm=5.695mm；  
（2）設(shè)勻加速運(yùn)動(dòng)的加速度為a，根據(jù)動(dòng)能定理得：
ma•x=$\frac{1}{2}$mv²；
其中v=（$\fracod54hv0{t}$）²
解得：x=$\frac{0omje9i^{2}}{2a}$•$\frac{1}{{t}^{2}}$，
由于只改變x，則加速度a不變，為了使圖象呈現(xiàn)線性關(guān)系，該組同學(xué)應(yīng)作x-$\frac{1}{{t}^{2}}$圖象，故D正確，ABC錯(cuò)誤．
故選：D；
故答案為：（1）5.695（5.694～5.697）；（2）D．

點(diǎn)評(píng) 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)，知道光電門測(cè)速的原理，用平均速度表示瞬時(shí)速度，難度適中．