Question

【题目】某实验小组利用图示装置进行“验证动能定理”的实验，小车上装有遮光片，与光电门相连接的计时器能测出小车通过光电门时遮光片的遮光时间t，实验步骤如下：

A．用游标卡尺测出小车上的遮光片的宽度d,用弹簧秤称出所需挂的钩码的重力F；

B．挂上钩码，调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，通过两个光电门时两个遮光时间相等；

C．取下轻绳和钩码，保持调节好的长木板倾角不变，让小车从长木板顶端静止下滑，记录小车通过光电门2时的遮光时间t2；

D.改变光电门2的位置,重新让小车从长木板同一位置静止下滑,重复步骤C。

回答下列问题：

(1)对于该实验，下列说法正确的是________

A．长木板表面粗糙对实验结果影响较大，应该换用光滑的木板

B．该实验要用钩码的重力作为小车的合外力，应满足钩码质量远小于小车的质量

C．该实验要用钩码的重力作为小车的合外力，但不需要满足钩码质量远小于小车的质量

(2)若要求得小车在两光电门间运动的过程中合外力做功，还需测量两光电门间的距离，则小车合外力做功的表达式是W＝_______；小车在光电门2位置的速度表达式是=________。

(3)以为纵坐标，W为横坐标，利用实验数据作出图像，其图线是一条不过原点的直线，从图像中可得纵截距为a，斜率为b，可得小车在光电门1位置的动能为_______，小车的质量为_________。

Answer 1

【答案】C

【解析】

(1)[1]小车在重力、斜面弹力、摩擦力、细线拉力作用下处于平衡状态，撤去钩码后小车的合外力等于钩码的重力，所以长木板表面粗糙对实验结果没有影响，也不需要满足钩码质量远小于小车的质量；

A. 与分析不符，故A错误；

B. 与分析不符，故B错误；

C. 与分析相符，故C正确；

(2)[2]根据题意可知，小车合外力等于钩码的重力，所以小车合外力做功的表达式是：

[3]小车在光电门2位置的速度表达式是：

(3)[4][5]根据动能定理可知，合外力对小车做的功等于小车动能的变化量，则有：

可得：

所以纵截距为：

斜率：

解得小车在光电门1位置的动能为：

小车的质量为：