如图所示为气垫导轨的示意图.其中G1、G2为两个光电门,它们与数字计时器相连,当滑行器通过光电门G1、G2时,光束被遮挡

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  • 解题思路:(1)在实验中,认为m的重力等于滑块所受的合力,所以m的质量应远小于M的质量.滑块经过光电门时的速度近似等于滑块经过光电门时的平均速度,可由v=[D/△t]求出,然后由匀变速运动的速度位移公式求出滑块的加速度.

    (2)本题“探究恒力做功与动能改变的关系”,则要知道恒力的大小,和小车的动能,所以要测量滑行器的质量M、砝码的质量m;要探究的结论是合外力做的功等于滑行器动能的变化量.

    (3)验证机械能守恒定律的研究对象是滑行器和砝码组成的系统.

    (1)在实验中,认为m的重力等于滑块所受的合力,所以m的质量应远小于M的质量,M=0.4kg=400g,所以D不合适.

    故选:D.

    由于挡光片通过光电门的时间很短,所以可以认为挡光片通过光电门的瞬时速度等于这段时间内的平均速度,

    即有滑块经过光电门的速度滑块经过光电门的速度v2=[D

    △t2,v1=

    D

    △t1,

    根据位移速度公式2as=v22-v12

    整理得:a=

    (

    D

    △t2)2+(

    D

    △t1)2/2s],

    (2)根据动能定理得:Fs=

    1

    2Mv22−

    1

    2Mv12,研究对象是滑行器,拉力等于砝码的重力,即F=mg,

    所以表达式为mgs=

    1

    2M(

    D

    △t2)2−

    1

    2M(

    D

    △t1)2,所以要测量的物理量为:砝码的质量m,滑行器的质量M,

    滑行器通过两光电门时光束被遮挡的时间△t1、△t2,两光电门之间的距离s;

    (3)验证机械能守恒定律的研究对象是滑行器和砝码组成的系统,有

    mgs=

    1

    2(M+m)(

    D

    △t2)2−

    1

    2(M+m)(

    D

    △t1)2

    故答案为:(1)D;

    (

    D

    △t2)2+(

    D

    △t1)2

    2s;(2)砝码的质量m,滑行器的质量M,滑行器通过两光电门时光束被遮挡的时间△t1、△t2,两光电门之间的距离s;Fs=

    1

    2Mv22−

    1

    2Mv

    点评:

    本题考点: 探究加速度与物体质量、物体受力的关系.

    考点点评: 解决本题的关键理解实验的原理,知道当m的质量远小于M的质量,m的重力可以认为等于M所受的合力.“探究恒力做功与动能改变的关系”与“探究加速度与力、质量的关系”有很多类似之处,在平时学习中要善于总结、比较,提高对实验的理解能力.

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