Question

15．用如圖甲所示的實驗裝置完成“探究動能定理”實驗．請補充完整下列實驗步驟的相關內(nèi)容：

（1）用天平測量小車和遮光片的總質(zhì)量M、砝碼盤的質(zhì)量m₀；用游標卡尺測量遮光片的寬度d，游標卡尺的示數(shù)如圖乙所示，其讀數(shù)為0.520cm；按圖甲所示安裝好實驗裝置，用米尺測量兩光電門之間的距離s；
（2）在砝碼盤中放入適量砝碼；適當調(diào)節(jié)長木板的傾角，直到輕推小車，遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等；
（3）取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m；
（4）讓小車從靠近滑輪處由靜止釋放，用數(shù)字毫秒計分別測出遮光片經(jīng)過光電門A和光電門B所用的時間△t_A和△t_B；
（5）步驟（4）中，小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功W_合=（m₀+m）gs，小車動能變化量△E_k=$\frac{1}{2}M{（\fraccror7be{△{t}_{B}}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\fracuaao0hp{△{t}_{A}}）}^{2}$（用上述步驟中的物理量表示，重力加速度為g），比較W_合和△E_k的值，找出兩者之間的關系；
（6）重新掛上細線和砝碼盤，改變砝碼盤中砝碼質(zhì)量，重復（2）～（5）步驟．
（7）本實驗中，以下操作或要求是為了減小實驗誤差的是B．
A．盡量減小兩光電門間的距離sB．調(diào)整滑輪，使細線與長木板平行
C．砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 游標卡尺讀數(shù)的方法，主尺讀數(shù)加上游標讀數(shù)，不需估讀．遮光片先后經(jīng)過光電門A和光電門B的時間相等，此時小車做勻速運動，
取下細繩和砝碼盤，記下砝碼盤中砝碼的質(zhì)量m，取下細繩和砝碼盤后，小車受到的合力即為砝碼盤和盤中砝碼的總重力，由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度，從而求出動能的變化量．

解答 解：（1）游標卡尺的主尺讀數(shù)為：5mm，游標尺上第4個刻度和主尺上某一刻度對齊，所以游標讀數(shù)為4×0.05mm=0.20mm，
所以最終讀數(shù)為：5mm+0.20mm=5.20mm=0.520cm．
（5）取下細繩和砝碼盤后，小車受到的合力即為砝碼盤和盤中砝碼的總重力，
小車從光電門A下滑至光電門B過程合外力做的總功為：W_合=（m+m₀）gs，
由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．
滑塊通過光電門1速度v_A=$\fracc8oozgi{△{t}_{A}}$，滑塊通過光電門2速度v_B=$\fracjxxs5fw{△{t}_{B}}$，
小車動能變化量△E_k=$\frac{1}{2}M{{v}_{B}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{A}}^{2}$=$\frac{1}{2}M（\fracph94drj{△{t}_{B}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\fracocxt0o2{△{t}_{A}}）^{2}$，
（7）A、盡量增大兩光電門間的距離s，距離大一些，誤差小一些，故A錯誤；
B、調(diào)整滑輪，使細線與長木板平行，否則撤去繩子后，合力不等于繩子拉力，故B正確；
C、本實驗沒有用砝碼盤和盤中砝碼的重力代替繩子的拉力，不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，故C錯誤．
故選：B
故答案為：（1）0.520；（5）（m+m₀）gs，$\frac{1}{2}M{（\fraczvg7xig{△{t}_{B}}）}^{2}-\frac{1}{2}M{（\frac4j922nc{△{t}_{A}}）}^{2}$；（7）B

點評 對常見的幾種測量長度工具要熟悉運用，并能正確讀數(shù)；光電門測量瞬時速度是實驗中常用的方法．由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內(nèi)的平均速度代替瞬時速度．