Question

【題目】某同學利用如圖甲所示的氣墊導軌裝置探究恒力做功與物體動能變化間的關系．在氣墊導軌上安裝了光電門，滑塊上固定寬度為d的遮光條，用細線繞過定滑輪將質量為M＝200 g的滑塊(含遮光條)與質量為m＝30 g的重物相連，細線與導軌平行．實驗時滑塊每次都從同一位置A處由靜止釋放，用x表示滑塊從靜止開始到通過光電門的位移大小，用t表示遮光條通過光電門的時間．改變光電門在氣墊導軌上的位置，測量不同x所對應遮光條通過光電門的時間t，再分別計算拉力做的功W和滑塊通過光電門時的動能Ek.

(1) 用游標卡尺測量遮光條的寬度d，示數如圖乙所示，則d＝________cm.

(2) 實驗前調節氣墊導軌水平的目的是________________________________________．

(3) 將重物的重力視為滑塊受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，用W＝mgx計算出拉力對滑塊做的功W，并計算出滑塊動能增量ΔEk.計算結果見下表：

W/10－3 J	7.35	8.82	10.29	11.76	13.23	14.70
ΔEk/10－3 J	6.39	7.67	8.95	10.23	11.50	12.78
(W－ΔEk)/10－3 J	0.96	1.15	1.34	1.53	1.73	1.92

①實驗結果表明，ΔEk總是小于W.你認為這是________(選填“偶然”或“系統”)誤差，簡要說明你的理由：__________________________________________________________.

②進一步研究表明，拉力對小車做的功W和小車動能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)隨x增大而增大，用題中滑塊和重物的質量可計算出(W－ΔEk)與x的比值＝________．(計算結果保留兩位有效數字)

Answer 1

【答案】 (1) 0.65 (2) 保證滑塊重力不做功 (3) ①系統 ΔEk總是小于W，而不是或大或小，是系統誤差 ②0.038N

【解析】(1)由圖可知游標卡尺，其示數為：；

(2) 實驗前調節氣墊導軌水平的目的是使繩子的拉力即為滑塊的合外力，即使滑塊重力不做功；

(3)因為在實驗過程中存在阻力的作用，所以系統動能的增量總小于系統重力勢能的減小量，故為系統誤差；