Question

6．某實(shí)驗(yàn)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(xì)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小，在水平軌道上A、B兩點(diǎn)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1所示，在小車上放置砝碼來改變水上車質(zhì)量，用不同的重物G來改變拉力的大小，摩擦力不計．
（1）實(shí)驗(yàn)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(xì)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(diǎn)C（點(diǎn)C在光電門B的右側(cè)），由靜止開始釋放小車，小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，除了光電門傳感器測量速度和力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（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△E₂=0.600，W₂=0.610（數(shù)據(jù)保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/m2•s-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

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

Answer 1

分析 （1）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．
（2）根據(jù)動能的變化量△E=$\frac{1}{2}$Mv₂²-$\frac{1}{2}$Mv₁²，代入數(shù)據(jù)求解△E₃．根據(jù)功的公式W=FL求解W₃．
（3）建立坐標(biāo)系，采用描點(diǎn)法作出△E-W圖線．

解答 解：（1）根據(jù)動能定理知因要求總功必須知道小車的位移，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=$\frac{1}{2}$Mv₂²-$\frac{1}{2}$Mv₁²得：△E₃=$\frac{1}{2}$×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=$\frac{W}{F}$=0.5kg，所以W₃=F₃．L=1.22×0.5J=0.610J．
（3）在方格紙上作出△E-W圖線如圖所示，

故答案為：（1）②兩光電門間的距離（或AB間距離）；
（2）0.600； 0.610
（3）△E-W圖線如圖所示．

點(diǎn)評 對于實(shí)驗(yàn)題，關(guān)鍵根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理寫出有關(guān)公式再討論即可．小車在鉤碼的作用下在水平面上做加速運(yùn)動，通過速度傳感器可算出A B兩點(diǎn)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．