Question

【题目】某探究学习小组的同学欲验证“动能定理”，他们在实验室组装了一套如图1所示的装置：水平轨道上安装两个光电门，小车上固定有力传感器和挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过定滑轮挂上砝码盘．实验时，保持轨道和细线水平，通过调整砝码盘里砝码的质量让小车做匀速运动实现平衡摩擦力．

（1）该实验是否需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量？_____（回答“是”或“否”）

（2）实验需要用游标卡尺测量挡光板的宽度d，如图2所示，则d＝_______mm；

（3）实验获得以下测量数据：小车（含传感器和挡光板）的总质量M，平衡摩擦力时砝码和砝码盘的总质量m0，挡光板的宽度d，光电门1和光电门2的中心距离x，某次实验过程：力传感器的读数F，小车通过光电门1和光电门2的挡光时间分别为t1、t2．小车通过光电门2后砝码盘才落地，重力加速度为g．该实验对小车需验证的表达式是_______________（用实验中测出的物理量表示）．

Answer 1

【答案】（1）否 （2）5．50 （3）

【解析】试题分析：（1）因为小车的拉力可以通过传感器测量，不需要用砝码盘和砝码的总重力表示，所以不需要满足砝码和砝码盘的总质量远小于小车的质量．

（2）游标卡尺的主尺读数为5 mm，游标读数为0．05×10 mm＝0．50 mm，则最终读数为5．50mm．

（3）小车通过光电门1、2的瞬时速度分别为，，小车动能的增加量为，合力做功为：，

所以验证的表达式为