Question

18．甲、乙兩位同學(xué)用如圖甲所示的裝置做“探究合力做的功與動能改變關(guān)系”的實驗，他們采用不同的思路去探究．

甲同學(xué)的思路：將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，然后保持小車和重物的質(zhì)量不變，通過改變小車釋放點到光電門的距離s進行多次實驗，實驗時要求每次小車都由靜止釋放．
乙同學(xué)的思路：將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量多次進行實驗，每次小車都從同一位置A由靜止釋放．
（1）兩位同學(xué)為了避免實驗過程中小車受到的摩擦力對實驗結(jié)果的影響，實驗前都通過墊高木板的一端，使得小車在無拉力作用下做勻速直線運動．
（2）兩位同學(xué)用游標(biāo)卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，d=1.140cm．
（3）按照甲同學(xué)的思路，如果遮光條通過光電門的時間為t，小車到光電門的距離為s．該同學(xué)通過描點作出線性圖象來反映合力做的功與動能改變的關(guān)系，則他作的圖象關(guān)系是下列哪一個時才能符合實驗要求D．
A．s-t   B．s-t² C．s-t^-1 D．s-t^-2
（4）按照乙同學(xué)的思路，測出多組重物質(zhì)量m和相應(yīng)小車經(jīng)過光電門時的速度v，作出的v²-m圖象如圖丙所示，乙同學(xué)發(fā)現(xiàn)他作的v²-m圖線的AB段明顯彎曲，產(chǎn)生了誤差，為減小誤差請?zhí)岢鲆环N解決措施：必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

Answer 1

分析 游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀，由于遮光條通過光電門的時間極短，可以用平均速度表示瞬時速度；
根據(jù)動能定理推導(dǎo)出s-t的表達式，畫圖線是線性關(guān)系的圖象最能反映規(guī)律；圖線偏離直線的原因是沒有使小車質(zhì)量遠大于鉤碼質(zhì)量．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為11mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×8mm=0.40mm，
所以最終讀數(shù)為：11mm+0.40mm=11.40mm=1.140cm；
（2）數(shù)字計時器記錄通過光電門的時間，由位移公式計算出物體通過光電門的平均速度，
用該平均速度代替物體的瞬時速度，故在遮光條經(jīng)過光電門時滑塊的瞬間速度為：v=$\fracjdshsqn{t}$，
根據(jù)動能定理：Fs=$\frac{1}{2}$mv²=$\frac{1}{2}$m（$\frachmqgoxy{t}$）²
可見s與t²成反比，即與$\frac{1}{{t}^{2}}$成正比，故應(yīng)作出s-t^-2圖象．
故選：D．
（3）經(jīng)前面分析知，要使s-t^-2圖象為過原點的直線，而作的v²-m圖線的AB段明顯彎曲，原因是沒有滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量，為了減小誤差：必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量；
故答案為：（1）1.140；（2）D；（3）必須滿足重物的質(zhì)量遠小于小車的質(zhì)量．

點評 常用儀器的讀數(shù)要掌握，這是物理實驗的基礎(chǔ)．處理實驗時一定要找出實驗原理，根據(jù)實驗原理我們可以尋找需要測量的物理量和需要注意的事項．