如圖1所示的裝置，可用於探究恆力做功與速度變化的關係．水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力感測器和擋光板，...

問題詳情：

如圖1所示的裝置，可用於探究恆力做功與速度變化的關係．水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力感測器和擋光板，細線一端與力感測器連線，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗首先保持軌道水平，通過調整砝碼盤裡砝碼的質量讓小車做勻速運動以實現平衡摩擦力，再進行後面的*作，並在實驗中獲得以下測量資料：小車、力感測器和擋光板的總質量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質量m0，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s．

（1）該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車（含力感測器和擋光板）的質量　　（填“需要”或“不需要”）

（2）實驗需用遊標卡尺測量擋光板的寬度d，如圖2所示，d=　　 mm

（3）某次實驗過程：力感測器的讀數為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2（小車通過光電門2後，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則對該小車實驗要驗* 的表示式是　　．

【回答】

【考點】： 探究功與速度變化的關係．

【專題】： 實驗題．

【分析】： （1）該實驗中由於已經用感測器測出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量．

（2）遊標卡尺讀數的方法是主尺讀數加上游標讀數，不需估讀．遊標的零刻度線超過主尺上的刻度數為主尺讀數，遊標讀數等於分度乘以對齊的根數．

（3）光電門測速度的原理是用平均速度來代替瞬時速度，根據功能關係可以求出需要驗*的關係式

【解析】： 解：（1）該實驗中由於已經用感測器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小於小車的質量．

（2）遊標卡尺的主尺讀數為5mm，遊標讀數等於0.05×10mm=0.50mm，

所以最終讀數為：5mm+0.50mm=5.50mm．

（3）由於光電門的寬度d很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度．

滑塊通過光電門1速度為：，

滑塊通過光電門2速度為：，

根據功能關係需要驗*的關係式為：．

故*為：

（1）不需要；

（2）5.50；

（3）

【點評】： 瞭解光電門測量瞬時速度的原理，實驗中我們要清楚研究物件和研究過程，對於系統我們要考慮全面，同時明確實驗原理是解答實驗問題的前提

知識點：動能和動能定律

題型：實驗,探究題