Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究功和動(dòng)能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上并用一不可伸長(zhǎng)的細(xì)線將其通過(guò)一個(gè)定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個(gè)光電門，記錄小車通過(guò)A、B時(shí)的遮光時(shí)間，小車中可以放置砝碼．
（1）實(shí)驗(yàn)中把長(zhǎng)木板左端墊高適當(dāng)高度，使得長(zhǎng)木板向右略微傾斜，這樣做目的是C．
A．為了增大小車下滑的加速度
B．為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功
（2）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
初始時(shí)小車靜止在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，釋放后小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄此時(shí)小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為刪（己知m＜＜M），擋光片通過(guò)A、B兩光電門的遮光時(shí)間分別為t₁、t₂，則小車通過(guò)A、B過(guò)程中動(dòng)能的變化量△E==$\frac{1}{2}M$[$（\fraczvhr7lt{{t}_{2}}）^{2}$-$（\frac71ff3jd{{t}_{1}}）^{2}$]（用字母M、t₁、t₂、d表示）．
（3）如表是他們測(cè)得的多組數(shù)據(jù)，其中M是小車及小車中砝碼質(zhì)量之和，|v₂²-v₁²|是兩個(gè)速度的平方差，可以據(jù)此計(jì)算出動(dòng)能變化量△E，mg是砝碼盤及盤中砝碼的總重力，W是小車在A、B間運(yùn)動(dòng)時(shí)繩子拉力對(duì)其所做的功，表格中△E₂=0.413J，W₂=0.420J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/（m/s）2	△E/J	mg/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	△E2=？	0.840	W2=？
3	1.00	2.40	1.20	2.42	1.21
4	1.00	2.84	1.42	2.86	1.43

Answer 1

分析 （1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力．
（2）小車在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在水平面上做加速運(yùn)動(dòng)，通過(guò)速度傳感器可算出A B兩點(diǎn)的速度大小，根據(jù)△E_k=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\fractp5v3fb{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fraclnndvz3{{t}_{1}}）^{2}$]，即可計(jì)算出動(dòng)能的變化；
（3）針對(duì)表格中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，求出△E₂和W₂

解答 解：（1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對(duì)小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡好的檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)即：可使得小車在未施加拉力時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，故AB錯(cuò)誤，C正確；
故選：C；
（2）①小車通過(guò)A時(shí)的速度：v_A=$\fracbnztp1n{{t}_{1}}$
小車通過(guò)B時(shí)的速度：v_B=$\fracfh7tzxj{{t}_{2}}$；
則小車通過(guò)A、B過(guò)程中動(dòng)能的變化量△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\fracrxr3pjr{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracz5hhxt1{{t}_{1}}）^{2}$]；
（3）據(jù)以上可知：△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$

所以：△E₂=$\frac{1}{2}$×0.5×1.65J=0.413J
可得△E₃=0.600J
觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上：W₂=$\frac{0.840}{2}J$=0.420 J
故答案為：（1）C；（2）$\frac{1}{2}M$[$（\fracdlthbdv{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracb5bxljj{{t}_{1}}）^{2}$]；（3）0.413J，0.420J．

點(diǎn)評(píng) 這個(gè)實(shí)驗(yàn)對(duì)于我們可能是一個(gè)新的實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)的原理都是我們學(xué)過(guò)的物理規(guī)律．
做任何實(shí)驗(yàn)問(wèn)題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．對(duì)于系統(tǒng)問(wèn)題處理時(shí)我們要清楚系統(tǒng)內(nèi)部各個(gè)物體能的變化．