Question

【题目】某同学利用如图甲所示的气垫导轨装置探究恒力做功与物体动能变化间的关系．在气垫导轨上安装了光电门，滑块上固定宽度为d的遮光条，用细线绕过定滑轮将质量为M＝200 g的滑块(含遮光条)与质量为m＝30 g的重物相连，细线与导轨平行．实验时滑块每次都从同一位置A处由静止释放，用x表示滑块从静止开始到通过光电门的位移大小，用t表示遮光条通过光电门的时间．改变光电门在气垫导轨上的位置，测量不同x所对应遮光条通过光电门的时间t，再分别计算拉力做的功W和滑块通过光电门时的动能Ek.

(1) 用游标卡尺测量遮光条的宽度d，示数如图乙所示，则d＝________cm.

(2) 实验前调节气垫导轨水平的目的是________________________________________．

(3) 将重物的重力视为滑块受到的拉力，取g＝9.80 m/s2，用W＝mgx计算出拉力对滑块做的功W，并计算出滑块动能增量ΔEk.计算结果见下表：

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实验结果表明，ΔEk总是小于W.你认为这是________(选填“偶然”或“系统”)误差，简要说明你的理由：__________________________________________________________.

②进一步研究表明，拉力对小车做的功W和小车动能增量ΔEk的差值(W－ΔEk)随x增大而增大，用题中滑块和重物的质量可计算出(W－ΔEk)与x的比值＝________．(计算结果保留两位有效数字)

Answer 1

【答案】 (1) 0.65 (2) 保证滑块重力不做功 (3) ①系统 ΔEk总是小于W，而不是或大或小，是系统误差 ②0.038N

【解析】(1)由图可知游标卡尺，其示数为：；

(2) 实验前调节气垫导轨水平的目的是使绳子的拉力即为滑块的合外力，即使滑块重力不做功；

(3)因为在实验过程中存在阻力的作用，所以系统动能的增量总小于系统重力势能的减小量，故为系统误差；