Question

【題目】利用如圖甲所示的裝置來完成探究功和動能關系的實驗，不可伸長的細繩繞過定滑輪把小車和砝碼盤連在一起，通過測量經過光電門A、B的速度和A、B之間的距離來完成探究過程。

實驗主要步驟如下：

（1）實驗中小車總質量應該遠大于砝碼質量，這樣做的目的是________________________；

（2）如圖乙，用游標卡尺測量擋光片寬度d＝_____mm，再用刻度尺量得A、B之間的距離為L；

（3）將小車停在C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，記錄此時小車（含擋光片）及小車中砝碼的質量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質量為m，小車通過A、B時的遮光時間分別為t1、t2，則可以探究A至B過程中合外力做功與動能的變化的關系，已知重力加速度為g，探究結果的表達式是________________________（用相應的字母m、M、t1、t2、L、d表示，忽略一切摩擦）；

（4）在小車中增減砝碼或在砝碼盤中增減砝碼，重復③的操作。

Answer 1

【答案】把砝碼盤的總重力作為繩的拉力8.25

【解析】

（1）當小車質量遠大于砝碼質量時可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼和盤的總重力；
（2）游標卡尺主尺與游標尺示數之和是游標卡尺示數；
（3）求出小車經過光電門時的速度，然后應用動能定理求出表達式；

（1）當小車質量遠大于砝碼質量時可以近似認為小車受到的拉力等于砝碼與砝碼盤的總重力；
（2）由圖示游標卡尺可知，遮光片的寬度：；
（3）小車經過光電門時的速度：，
小車運動過程，由動能定理得：
即：。