Question

1．在“探究恒力做功和小车动能变化之间的关系”实验中，实验装置如图1所示．

①平衡摩擦力后，若要使小车所受的合力近似等于砂桶和砂的总重力，则小车质量M与砂桶和砂总质量m应满足的关系是M＞＞m；
②如图所示是某次实验中得到的一条纸带的一部分，A、B、C是前面三个相邻的计数点，D、E、F是后面三个相邻的计数点，相邻计数点问的时间间厢为T，计数点间的距离如图2所示，则打E点时小车的速度大小v_E=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$（用题中的物理量符号表示）
③利用图2纸带中的物理量，选取B点到E点来探究恒力做功和小车动能变化之间的关系．计算得恒力做功W=mg（s₄-s₁），（用上述的物理量符号表示，重力加速度为g），动能的变化△E_k=$\frac{1}{2}$Mv_E²-$\frac{1}{2}$MV_E²，若W≈△E_k则表明小车运动过程中恒力做功等于动能变化．

Answer 1

分析 ①当小车质量远远大于砂与砂桶质量时，可以近似认为小车受到的拉力等于砂桶的重力．
②根据匀变速运动的推论：做匀变速直线运动的物体在某段时间内的平均速度等于该段时间中间时刻的瞬时速度，求出E点的速度．
③根据功的计算公式求出功．

解答 解：①平衡摩擦力后，当小车的质量M远远大于砂与砂桶的质量m时可以近似认为砂与砂桶的重力等于小车受到的合力．
②由匀变速运动的推论可知，打E点时的速度：v_E=$\frac{DE}{2T}$=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$；
③小车受到的拉力等于砂与砂桶的重力，从B点到E点，恒力对小车做功W=mg（s₄-s₁）．
故答案为：①M＞＞m；②$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$；③mg（s₄-s₁）．

点评 本题考查了实验注意事项、求瞬时速度、求功等问题，知道实验原理、掌握并灵活应用匀变速直线运动的推论、功的计算公式即可正确解题．