实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为和。请回答下列问题：（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则mm；（2）实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块的质量m和（请写出物理量及对应的字母）；（3）实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为，滑块动能变化量的表式为（用题中相关字母表示）；（4）以下操作步骤可以减小实验误差的有。A．为平衡摩擦力适当垫高导轨右端B．两个光电门之间的距离适当远一些C．遮光条的宽度适当小一些D．换用质量尽量大的滑块

1. 实验室提供如图所示的气垫导轨和光电门组合实验装置，并有天平、螺旋测微器、细线、力传感器等辅助器材。某实验小组利用该装置及辅助器材来探究合外力做功与物体动能变化之间的关系，已知实验时光电门1和光电门2测出遮光条通过它们的时间分别为 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ 。请回答下列问题：

（1）用螺旋测微器测量遮光条宽度d时，其示数如图乙所示，则 $\text{[math]}$ mm；

（2）实验过程中还需要测量的物理量有：两光电门之间的距离L、滑块的质量m和（请写出物理量及对应的字母）；

（3）实验得到滑块从光电门1位置运动到光电门2位置过程中合外力做功的表达式为 $\text{[math]}$ ，滑块动能变化量的表式为 $\text{[math]}$ （用题中相关字母表示）；

（4）以下操作步骤可以减小实验误差的有。

A．为平衡摩擦力适当垫高导轨右端

B．两个光电门之间的距离适当远一些

C．遮光条的宽度适当小一些

D．换用质量尽量大的滑块

【考点】

动能定理的综合应用;

【答案】

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实验探究题普通

1. 元代王祯《农书》记载了一种人力汲水灌田农具——戽斗。某兴趣小组对戽斗汲水工作情况进行模型化处理，设计了如图甲所示实验，探究戽斗在竖直面内的受力与运动特点。该小组在位于同一水平线上的P、Q两点，分别固定一个小滑轮，将连结沙桶的细线跨过两滑轮并悬挂质量相同的砝码，让沙桶在竖直方向沿线段PQ的垂直平分线 $\text{[math]}$ 运动。当沙桶质量为 $\text{[math]}$ 时，沙桶从A点由静止释放，能到达最高点B，最终停在C点（ $\text{[math]}$ 、B、C三点未画出）。分析所拍摄的沙桶运动视频，以A点为坐标原点，取竖直向上为正方向.建立直角坐标系，得到沙桶位置y随时间t的图像如图乙所示。

(1) 沙桶在B点的加速度方向 $\text{[math]}$ 选填“竖直向上”“竖直向下” $\text{[math]}$

(2) 若将沙桶上升过程中的某一段视为匀速直线运动，则此段中随着连结沙桶的两线间夹角逐渐增大，每根线对沙桶的拉力 $\text{[math]}$ 选填“逐渐增大”“保持不变”“逐渐减小” $\text{[math]}$ 。

(3) 由图乙可知，沙桶从开始运动到最高点B，两线对沙桶做的总功为 $\text{[math]}$ （保留两位有效数字， $\text{[math]}$ ）。

实验探究题普通

2. 兴趣课上老师给出了一个质量为m的钩码、一部手机和一个卷尺，他要求王敏和李明两同学估测手上抛钩码所做的功。两同学思考后做了如下操作：

(1) 他们先用卷尺测出二楼平台到地面的距离h，王敏在二楼平台边缘把钩码由静止释放，同时李明站在地面上用手机秒表功能测出钩码从释放到落到地面的时间t₀ ，在忽略空气阻力的条件下，当地的重力加速度的大小可以粗略的表示为g=（用h和t₀表示）；

(2) 两同学站在水平地面上，李明把钩码竖直向上抛出，王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间。两同学练习几次，配合默契后某次李明把钩码竖直向上抛出，同时王敏用手机的秒表功能测出钩码从抛出点到落回抛出点的时间t，在忽略空气阻力的条件下，该次李明用手上抛钩码所做的功可以粗略地表示为W=（用m、h、t₀和t表示）。

实验探究题普通

3. 某同学用如图所示的实验装置来验证动能定理。实验过程如下：

（1）该同学先用图甲所示装置，测滑块与长木板间的滑动摩擦力f，把弹簧测力计的一端固定在墙上，用力F水平向左拉放在水平面上的长木板，使长木板向左运动，此时测力计的示数稳定，则：

①为了测出滑块与长木板之间的滑动摩擦力的大小，下列操作中正确的是；

A.长木板作匀速直线运动

B.长木板作匀加速直线运动

C.长木板作变加速直线运动

D.以上运动均可以

②滑块受到长木板的滑动摩擦力f的大小为N。

（2）如图乙所示，将图甲中的长木板装上定滑轮平放在水平实验台上，调节定滑轮的高度，使拉滑块的细线与长木板平行。由静止释放滑块，打点计时器打出的纸带如图丙所示，O点为刚释放钩码时打下的点，A、B、C、D是四个连续点，各点与O点间的距离在图中已标出，在打出此纸带的过程中，力传感器的示数为F，打点计时器所用交流电的周期为T，测得滑块的质量为M，钩码和力传感器的总质量为m，重力加速度为g。则：

①该实验（选填“需要”或“不需要”）钩码质量远小于滑块质量；

②打下C点时，钩码的速度为；此时，如果表达式[用（1）、（2）题中物理量字母表示]成立，即可验证动能定理。

实验探究题普通