Question

在“探究恒力做功與動能改變的關系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置。實驗步驟如下：

（a）把紙帶的一端固定在小車的后面,另一端穿過打點計時器；
（b）改變木板的傾角,以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力。接通電源,輕推小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器在紙帶上打下一系列的點；
（c）用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連；
（d）接通電源,放開小車,讓小車拖著紙帶運動,打點計時器就在紙帶上打下一系列的點, 測出x、x₁、x₂(如圖乙所示),查得打點周期為T。回答下列問題：
（1）判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據是                     
（2）本實驗還需直接測量的物理量是：                (用相應的符號表示) ；
（3）探究結果的表達式是               (用相應的符號表示)。

Answer 1

（1）紙帶上點跡間距是否相等（2）小車的質量M、砂及砂桶的總質量m（3）mgx=

試題分析：（1）平衡好摩擦力后小車牽引紙帶做勻速直線運動，故紙帶上點跡應間距相等。（2）本實驗用砂和桶重力來代替小車受拉力，故要探究功與速度關系，應測出砂和桶質量m、通過紙帶可求得小車位移x，則合外力的功為W_合=mgx，還需測出小車質量M，通過紙帶求得打A點的速度v_A=，打B點時速度v_B=，則小車從A到B點動能的變化量ΔE_K==故探究的結果表達式為mgx=