Question

某小組同學(xué)用下述方法驗(yàn)證動能定理，如圖所示，在帶滑輪的長板上放置一個(gè)質(zhì)量為m₁的木塊，已知木塊與長板間動摩擦因數(shù)為μ．用跨過滑輪（滑輪的大小可不計(jì)）的細(xì)線將m₁與另一個(gè)木塊m₂相連接．開始時(shí)m₂離地面高度為h，m₁離長板右端距離也為h，放開后m₂帶動m₁作加速運(yùn)動．當(dāng)m₂落地時(shí)m₁正好離開長木板，最后m₁也落地（m₁拋出后在空中運(yùn)動的過程中細(xì)線始終處于松弛狀態(tài)）．m₁、m₂、h、μ均已知，手邊只有刻度尺一個(gè)測量工具．
（1）用這個(gè)裝置及刻度尺驗(yàn)證m₁、m₂一起運(yùn)動過程的動能定理時(shí)   
（A）針對的物體是m₁，過程是m₁在空中運(yùn)動的過程
（B）針對的物體是m₂，過程是m₂落地前的運(yùn)動過程
（C）針對的物體是m₁和m₂，過程是m₂落地前的運(yùn)動過程
（D）針對的物體是m₁和m₂，過程是m₁落地前的運(yùn)動過程
（2）實(shí)驗(yàn)中還需要測量的物理量有    ．（寫出具體的物理量名稱及其符號）
（3）所研究的過程中合外力做功的表達(dá)式為    ，動能變化量的表達(dá)式為    ．（用題目中的已知量和測得量的符號表示，重力加速度為g）

Answer 1

【答案】分析：兩木塊在下面木塊m₂的重力作用下一起做加速運(yùn)動，下面木塊m₂落地后，木塊m₁做平拋運(yùn)動，動能定理驗(yàn)證的是兩木塊一起運(yùn)動的過程中；測出m₁做平拋運(yùn)動的水平與豎直位移，求出平拋運(yùn)動的初速度，應(yīng)用功的公式、動能定理分析答題即可．
解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)研究的是兩木塊一起運(yùn)動的過程，即研究對象是：物體m₁和m₂，過程是m₁落地前的運(yùn)動過程，故選D；
（2）除m₁、m₂、h、μ外，還需要測量的量有：m₁的落地點(diǎn)到m₂落地點(diǎn)的距離s、長木板離地面的高度H； 
（3）在兩木塊一起運(yùn)動過程中，合外力所做的功W=m₂gh-μm₁gh；m₁做平拋運(yùn)動，則H=gt²，s=vt，解得，平拋運(yùn)動的初速度v=s，
動能的變化量△E_K=（m₁+m₂）v²=；
故答案為：（1）（2）（3）m₂gh-μm₁gh；．
點(diǎn)評：知道實(shí)驗(yàn)的原理、分析清楚實(shí)驗(yàn)過程、應(yīng)用平拋運(yùn)動規(guī)律與動能的計(jì)算公式即可正確解題．