Question

如圖甲所示，是某同學驗證動能定理的實驗裝置．其步驟如下：

a．易拉罐內盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶．合理調整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑．

b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細沙的質量m及小車質量M．

c．取下細繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點．已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g．

（1）步驟c中小車所受的合外力為        ．

（2）為驗證從O→C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系，測出BD間的距離為x₀，OC間距離為x₁，則C點的速度為        ．需要驗證的關系式為                                 （用所測物理量的符號表示）．

 

Answer 1

【答案】

（1）mg；（2）；mgx₁＝；

【解析】

試題分析：（1）因小車沿木板勻速下滑，故小車受力平衡，當去掉輕繩和易拉罐后，小車所受的合力等于易拉罐和細沙的總重力mg；（2）在勻變速直線運動中，中間時刻的瞬時速度等于該過程中的平均速度，所以C點對應的瞬時速度；根據實驗原理需驗證減小的重力勢能等于小車增加的動能，即驗證；

考點：探究“動能定理”