Question

【題目】某實驗小組的同學欲“探究做功與速度變化的關系”，在實驗室設計了一套如圖甲所示的裝置，圖中A為物體，B為光電門，C為力的傳感器，D為遮光片，P為小桶(內有砂子)，一端帶有定滑輪的足夠長的木板水平放置，不計繩與滑輪的摩擦。

(1)他們用游標卡尺測出了遮光片的寬度d(如圖乙所示)，則遮光片的寬度為____mm；又測出了物體(包括遮光條)的質量為m。

(2)將物體放在某一位置，測出此位置時遮光片前端到光電門的距離s，計算出遮光片中點到光電門的距離x，然后將物體由靜止釋放，讀出物體通過光電門時的遮光時間t；再多次改變s，計算出相應的x，讀出對應的時間t；并在物體運動過程中記錄了傳感器的示數F，根據所記錄的數據，作出以x為橫坐標，以為縱坐標的圖像。在實驗過程中，有同學提出應平衡摩擦力。你認為實驗中是否必須平衡摩擦力?__________(填“是”或“否”)

(3)除了x和t外，下列物理量中，必須測量的物理量是________(填物理量前面的序號)

A．遮光片寬度d

B．物體質量m

C．傳感器示數F

(4)通過正確的操作，各物理量均采用國際單位，作出的圖像是一條直線，計算得出直線的斜率為k。實驗完成后，一位同學發現，根據前面測出的物理量，還可以得出物體與水平面間的動摩擦因數μ，則μ=_________(用實驗中測出的物理量的字母表示)

Answer 1

【答案】3.85 否 A

【解析】

(1)[1]游標卡尺的固定刻度讀數為3mm，游標讀數為

0.05×17mm=0.85mm

所以最終讀數為3.85mm。

(2)[2]由于該實驗探究的為“做功與速度變化的關系”，實驗中物體所受合外力不發生變化，則無需平衡摩擦力。

(3)[3]為計算物體通過B點時的速度，需要測得遮光條的寬度，故選A。

(4)[4]對物體由動能定理可得

化簡后可得

可得

又有

解得