Question

6．某實(shí)驗(yàn)小組利用無線力傳感器和光電門傳感器探究“做功與物體速度變化的關(guān)系”．將無線力傳感器和檔光片固定在小車上，用不可伸長的細(xì)線通過一個(gè)定滑輪與重物G相連，無線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(gè)光電門傳感器，用于測量小車的速度v₁和v₂，如圖所示．在小車上放置砝碼來改變小車質(zhì)量，用不同的重物G來改變拉力的大小．
（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．正確連接所需電路．調(diào)節(jié)導(dǎo)軌兩端的旋鈕改變導(dǎo)軌的傾斜度，用以平衡小車的摩擦力．將小車放置在導(dǎo)軌上，輕推小車，使之運(yùn)動(dòng)．可以通過小車經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等判斷小車正好做勻速運(yùn)動(dòng)．
②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；將小車停在點(diǎn)C，由靜止開始釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，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．
③改變小車的質(zhì)量或重物的質(zhì)量，重復(fù)②的操作．
（2）表格中M是M₁與小車中砝碼質(zhì)量之和，△E為動(dòng)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△E₃=0.600J，W₃=0.610J．（結(jié)果保留3位有效數(shù)字）

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/m2•s2	DE/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.650	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.400	DE3	1.220	W3

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)v=$\fracpecl2ac{t}$，因擋片間距一定，則可根據(jù)時(shí)間來確定小車是否勻速直線運(yùn)動(dòng)；
②要探究動(dòng)能定理就需要求出力對(duì)小車做的總功和小車動(dòng)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(dòng)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．

解答 解：（1）①根據(jù)v=$\frac3qy7epn{t}$，因擋片間距一定，當(dāng)小車通過光電門的時(shí)間相等，則可說明小車是勻速直線運(yùn)動(dòng)．
②根據(jù)動(dòng)能定理知因要求總功必須已知小車位移，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為：L=$\frac{W}{F}$=0.5m，所以有：W₃=F₃L=1.22×0.5J=0.610J．
故答案為：（1）①小車經(jīng)過兩光電門的時(shí)間是否相等；②兩光電門間的距離；（2）0.600，0.610．

點(diǎn)評(píng) 做實(shí)驗(yàn)題時(shí)應(yīng)先根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理寫出有關(guān)公式再討論即可，同時(shí)理解動(dòng)能定理的應(yīng)用，注意光電門測量瞬時(shí)速度的原理．