Question

【題目】利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置做“探究合外力做的功與物體動(dòng)能改變量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，將光電門固定在軌道上的B點(diǎn)，用重物通過細(xì)線拉小車，小車質(zhì)量為M，保持小車質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量m進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，每次小車都從同一位置A由靜止釋放(g取10 m/s2)。

(1)完成該實(shí)驗(yàn)時(shí)，________(填“需要”或“不需要”)平衡摩擦力；

(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是__________________。

(3)在正確規(guī)范操作后，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了需要讀出傳感器的示數(shù)F，測(cè)出小車質(zhì)量M，還需測(cè)量的物理量有________，驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為________(用測(cè)得的物理量表示)。

Answer 1

【答案】 需要 m不遠(yuǎn)小于M A、B間的距離L、遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時(shí)間t

【解析】試題分析：（1）據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求可知需要平衡摩擦力．該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，但會(huì)導(dǎo)致二者明顯差別．光電門測(cè)速度的原理是用平均速度來代替瞬時(shí)速度，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗(yàn)證的關(guān)系式．

（1）由于該實(shí)驗(yàn)只有繩子的拉力，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力．

（2）由于沒有滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，導(dǎo)致傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力．

（3）小車的速度，由動(dòng)能定理得，由此可知，實(shí)驗(yàn)還需要測(cè)量A、B間的距離L，遮光條寬度d和遮光條通過光電門的時(shí)間t