Question

【題目】某實驗小組的同學(xué)利用如圖甲所示的實驗裝置驗證了動能定理，實驗時該小組的同學(xué)將小車由光電門1的左側(cè)靜止釋放，通過細(xì)繩在砝碼的牽引下開始運動，先后經(jīng)過光電門1、2，并通過計算機(jī)記錄了擋光時間。經(jīng)測量可知小車和擋光片的總質(zhì)量為M，砝碼盤及砝碼的總質(zhì)量為m。

根據(jù)所學(xué)的知識回答下列問題：

(1)摩擦力的影響會對該實驗帶來一定的誤差，為了平衡摩擦力，實驗時應(yīng)________（填“取下”或“掛上”）砝碼盤，并適當(dāng)?shù)貕|高長木板的________（填“左”或“右”）端；

(2)在(1)的前提下，為了使細(xì)繩的拉力大小近似等于砝碼盤及盤中砝碼的總重力，應(yīng)使小車和擋光片的總質(zhì)量為M________（填“遠(yuǎn)大于”“大于”“等于”“小于”或“遠(yuǎn)小于”）砝碼盤及盤中砝碼的總質(zhì)量；

(3)實驗小組的同學(xué)用游標(biāo)卡尺對擋光片的寬度進(jìn)行了測量，讀數(shù)如圖乙所示，則擋光片的寬度d=________cm；

(4)計算機(jī)記錄小車通過光電門1、2的時間分別為、，且兩光電門之間的距離為L，重力加速度用g表示，則驗證動能定理的關(guān)系式應(yīng)為________（用以上相關(guān)物理量的字母表示）。

Answer 1

【答案】取下 左 遠(yuǎn)大于 0.555

【解析】

(1)[1][2]本實驗為了使細(xì)繩拉力為小車的合力，即拉力的功等于合力對小車所做的功，實驗前取下砝碼盤，并將長木板左端略微抬高，平衡小車的摩擦力。

(2)[3]只有當(dāng)M遠(yuǎn)大于m時，砝碼盤和盤中砝碼的重力才等于繩子的拉力，即滿足M遠(yuǎn)大于m時可以用砝碼盤和盤中砝碼的重力做的功代替小車合力做的功。

(3)[4]由游標(biāo)卡尺的讀數(shù)規(guī)則可知，主尺示數(shù)為5mm，游標(biāo)尺示數(shù)為

11×0.05mm=0.55mm

則擋光片的寬度

d=5mm+0.55mm=5.55mm

即為0.555cm。

(4)[5]由實驗原理可知，小車的合外力做功近似等于砝碼盤和盤中砝碼受到的重力做功，即

W=mgL

小車通過光電門1時的速度

小車通過光電門2時的速度

小車通過兩光電門的過程中動能的變化量

驗證動能定理的關(guān)系式應(yīng)為