Question

【題目】某實驗小組欲以圖甲裝置中的小車（含固定在小車上的擋光片）為研究對象來驗證“動能定理”；他們用不可伸長的細線將小車通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的AB兩點各安裝一個光電門，記錄小車通過AB時的遮光時間；若小車質(zhì)量為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為m；

（1）實驗中，小車所受摩擦力的功不便測量，故應設法消除摩擦力對小車運動的影響，需要進行的操作是 ；

（2）在完成了（1）的操作后，為確保小車運動中受到的合力與砝碼盤和盤中砝碼的總重力大致相等，m、M應滿足關系是 ；

（3）用游標卡尺測量擋光片的寬度d如圖乙所示，則d= mm，用刻度尺量得A、B之間的距離為L；

（4）將小車停在桌面上的C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，小車通過A、B時的遮光時間分別為t1、t2，已知重力加速度為g，則本實驗最終要探究的數(shù)學表達式應該是 ．（用相應的字母m、M、t1、t2、L、d表示）．

Answer 1

【答案】（1）取下砝碼盤，將木板左端適當墊高，使小車能夠沿著木板勻速下滑；（2）m＜＜M；（3）5．50；（4）mgL=△E=M（）；

【解析】試題分析：（1）木板略微傾斜的目的是平衡摩擦力，小車受到的拉力等于其合力，細線的拉力對小車做的功等于合力對小車做的功，因此取下砝碼盤，將木板左端適當墊高，使小車能夠沿著木板勻速下滑；

（2）游標卡尺的讀數(shù)先讀出主尺的刻度數(shù)：5mm，游標尺的刻度第10個刻度與上邊的刻度對齊，所以讀數(shù)為：0．05×10mm=0．50mm，總讀數(shù)為：5mm+0．50mm=5．50mm；

（3）小車通過A時的速度：，小車通過B時的速度：；

則小車通過A、B過程中動能的變化量△E=MvB2-MvA2=M（）；

砝碼盤和盤中砝碼受到的重力做功，由動能定理得：mgL=△E=M（）；