Question

某同學用如圖1所示裝置探究動能定理，他將光電門固定在氣墊道軌上的某點B處，調節(jié)氣墊軌道水平后，用鉤碼牽引滑塊做功，每次滑塊均從同一位置A靜止釋放，用滑塊前端的力傳感器（圖中未畫出）測出力F，測出遮光條通過光電門的時間t，改變鉤碼個數，由此改變拉力，重復上述實驗．

（1）該同學用20分度游標卡尺測量遮光條的寬度如圖2所示，則遮光條的寬度為d=______mm，用前面已知的物理量表示速度V=______．
（2）設A．B之間距離為S，則每次力對物體做功為W=FS，為了研究W與V的關系應作出______的關系圖象（從F-t、F-

1

t

、F-r²、F-

1

r2

圖象中選擇）．
（3）設滑塊質量為m，則該圖線中斜率的表達式為k=______．

Answer 1

（1）游標卡尺的主尺讀數為5mm，游標讀數為0.05×5=0.25mm，所以最終讀數為：5mm+0.25mm=5.25mm；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，故
小車到達B點時的速度v=

d

t

．
（2）W=FS，動能增量△E_k=

1

2

mv2=

1

2

m(

d

t

)2=

md2

2t2

所以需要探究的方程為：FS=

md2

2t2

，可知可以作出F-

1

r2

圖象．
（3）由FS=

md2

2t2

，得：F=

md2

2S

?

1

S

所以F-

1

r2

圖象中圖線的斜率表達式為k=

md2

2S

．
故答案為：
（1）5.25；

d

t

．（2）F-

1

r2

；（3）

md2

2S

．