Question

8．某實驗小組利用力傳感器和光電門傳感器探究“動能定理”，將力傳感器固定在小車上，用不可伸長的細線通過一個定滑輪與重物G相連，力傳感器記錄小車受到拉力的大�。�在水平軌道上A、B兩點各固定一個光電門傳感器，用于測量小車的速度v₁和v₂，如圖所示，在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量，用不同的重物G來改變拉力的大小，摩擦力不計．
（1）實驗主要步驟如下：
①測量小車和拉力傳感器的總質(zhì)量M₁，把細線的一端固定在力傳感器上，另一端通過定滑輪與重物G相連，正確連接所需電路；
②將小車停在點C（點C在光電門B的右側(cè)），由靜止開始釋放小車，小車在細線拉動下運動，除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門之間的距離（或AB間距離）；
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)②的操作．
（2）下面表格中M是M₁與小車中砝碼質(zhì)量之和，（△E為動能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功．表中的△E₃=0.600，W₃=0.610（精確到小數(shù)點后二位）．

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/m2s-2	△E/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.40	△E3	1.22	W3
4	1.00	2.40	1.20	2.42	1.21
5	1.00	2.84	1.42	2.86	1.43

（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，請在圖2坐標上作出△E-W圖線．

Answer 1

分析 要探究動能定理就需要求出力對小車做的總功和小車動能的變化，這就要求必須知道小車發(fā)生的位移即兩光電門間距離．

解答 解：（1）根據(jù)動能定理知因要求總功必須已知小車位移，
故除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應(yīng)該記錄的物理量為兩光電門間的距離L．
（2）由△E=$\frac{1}{2}M{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$，得$△{E}_{3}=\frac{1}{2}$×0.500×2.40=0.600J，
根據(jù)表中數(shù)據(jù)由功公式W=FL，可求出兩光電門間距離L=$\frac{W}{F}$=0.5m，所以W₃=F₃•L=1.22×0.5J=0.610J．
（3）根據(jù)表中的數(shù)據(jù)，作出△E-W圖線如右圖所示．
故答案為：（1）②兩光電門間的距離L（或AB間距離）；（2）0.600；0.610；
（3）答案如上圖所示．

點評 本題考查功與動能變化之間的關(guān)系；小車在鉤碼的作用下在水平面上做加速運動，通過速度傳感器可算出A、B兩點的速度大小，同時利用拉力傳感器測量出拉小車的力，從而由AB長度可求出合力做的功與小車的動能變化關(guān)系．