Question

【題目】某同學驗證動能定理的實驗裝置如圖所示．水平桌面上固定一傾斜的氣墊導軌；導軌上A點處有一帶長方形遮光片的滑塊，其總質量為M，左端由跨過輕質光滑定滑輪的細繩與一易拉罐相連，易拉罐和里面的細沙總質量為m；遮光片兩條長邊與導軌垂直；導軌上B點有一光電門，可以測量遮光片經(jīng)過光電門時的擋光時間為t，d表示遮光片的寬度，L表示A、B兩點間的距離．滑塊與導軌間沒有摩擦，用g表示重力加速度．

（1）該同學首先用游標卡尺測量了遮光片的寬度，如下圖所示，遮光片的寬度d＝____ cm．

（2）該同學首先調整導軌傾角，易拉罐內盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在滑塊上．讓滑塊恰好在A點靜止．剪斷細繩后，滑塊開始加速下滑，則其受到的合外力為____．

（3）為驗證從A→B過程中小車合外力做功與滑塊動能變化的關系，需要驗證的關系式為__ __（用題目中所給的物理量符號表示）．

Answer 1

【答案】（1）1．14，（2）mg，（3）mgL＝M

【解析】

試題分析：（1）寬度d＝（11＋0．4）mm＝11．4 mm＝1．14 cm；

（2）由于滑塊在A點靜止，因此滑塊的下滑分力等于易拉罐及細沙的總重力mg，又由于斜面與滑塊間無摩擦，因此滑塊下滑時，其受到的合外力等于mg；

（3）本實驗應該驗證mgL＝Mv2，而到達B點時的速度v＝，代入可得mgL＝M．