Question

【題目】在探究動能定理的實驗中，某實驗小組組裝了一套如圖所示的裝置，拉力傳感器固定在小車上，一端與細繩相連，用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。穿過打點計時器的紙帶與小車尾部相連接，打點計時器打點周期為T，實驗的部分步驟如下：

① 平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器在紙帶上打出一系列________的點。

②測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M，按圖組裝好儀器，并連接好所需電路，將小車停在打點計時器附近，先接通拉力傳感器和打點計時器的電源，然后，打出一條紙帶，關(guān)閉電源。

③在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖所示，在紙帶上按打點先后順序依次取O，A，B，C，D，E等多個計數(shù)點，各個計數(shù)點到O點間的距離分別用hA，hB，hC，hD，hE……表示，則小車和拉力傳感器在計時器打下D點時的動能表達式為________，若拉力傳感器的讀數(shù)為F，計時器打下A點到打下D點過程中，細繩拉力對小車所做功的表達式為_______。

④某同學以A點為起始點，以A點到各個計數(shù)點動能的增量為縱坐標，以A點到各個計數(shù)點拉力對小車所做的功W為橫坐標，得到一條過原點的傾角為45°的直線，由此可以得到的結(jié)論是_______．

Answer 1

【答案】 間距相等； 外力所做的功，等于物體動能的變化量

【解析】①平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調(diào)整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器打出一系間距相等的點。

③打下D點時的速度vD=，打下D點時的動能EKD=MvD2=；

拉力傳感器的讀數(shù)為F，計時器打下A點到打下D點過程中，細繩拉力對小車所做的功W=F（hD-hA）。
④由動能定理得：△EK=W，以A點到各個計數(shù)點動能的增量為縱坐標，以A點到各個計數(shù)點拉力對小車所做的功W為橫坐標，得到一條過原點的傾角為45°的直線，由此可以得到的結(jié)論是：外力所做的功，等于物體動能的變化量。