Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，他們?cè)趯?shí)驗(yàn)室組裝了一套如圖1所示的裝置：水平軌道上安裝兩個(gè)光電門(mén)，小車(chē)上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過(guò)定滑輪掛上砝碼盤(pán)．實(shí)驗(yàn)時(shí)，保持軌道和細(xì)線水平，通過(guò)調(diào)整砝碼盤(pán)里砝碼的質(zhì)量讓小車(chē)做勻速運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力．

（1）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量？_____（回答“是”或“否”）

（2）實(shí)驗(yàn)需要用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d，如圖2所示，則d＝_______mm；

（3）實(shí)驗(yàn)獲得以下測(cè)量數(shù)據(jù)：小車(chē)（含傳感器和擋光板）的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時(shí)砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門(mén)1和光電門(mén)2的中心距離x，某次實(shí)驗(yàn)過(guò)程：力傳感器的讀數(shù)F，小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1和光電門(mén)2的擋光時(shí)間分別為t1、t2．小車(chē)通過(guò)光電門(mén)2后砝碼盤(pán)才落地，重力加速度為g．該實(shí)驗(yàn)對(duì)小車(chē)需驗(yàn)證的表達(dá)式是_______________（用實(shí)驗(yàn)中測(cè)出的物理量表示）．

Answer 1

【答案】（1）否 （2）5．50 （3）

【解析】試題分析：（1）因?yàn)樾≤?chē)的拉力可以通過(guò)傳感器測(cè)量，不需要用砝碼盤(pán)和砝碼的總重力表示，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．

（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm，游標(biāo)讀數(shù)為0．05×10 mm＝0．50 mm，則最終讀數(shù)為5．50mm．

（3）小車(chē)通過(guò)光電門(mén)1、2的瞬時(shí)速度分別為，，小車(chē)動(dòng)能的增加量為，合力做功為：，

所以驗(yàn)證的表達(dá)式為