Question

1．在“探究恒力做功和小車動(dòng)能變化之間的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示．

①平衡摩擦力后，若要使小車所受的合力近似等于砂桶和砂的總重力，則小車質(zhì)量M與砂桶和砂總質(zhì)量m應(yīng)滿足的關(guān)系是M＞＞m；
②如圖所示是某次實(shí)驗(yàn)中得到的一條紙帶的一部分，A、B、C是前面三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，D、E、F是后面三個(gè)相鄰的計(jì)數(shù)點(diǎn)，相鄰計(jì)數(shù)點(diǎn)問(wèn)的時(shí)間間廂為T，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖2所示，則打E點(diǎn)時(shí)小車的速度大小v_E=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$（用題中的物理量符號(hào)表示）
③利用圖2紙帶中的物理量，選取B點(diǎn)到E點(diǎn)來(lái)探究恒力做功和小車動(dòng)能變化之間的關(guān)系．計(jì)算得恒力做功W=mg（s₄-s₁），（用上述的物理量符號(hào)表示，重力加速度為g），動(dòng)能的變化△E_k=$\frac{1}{2}$Mv_E²-$\frac{1}{2}$MV_E²，若W≈△E_k則表明小車運(yùn)動(dòng)過(guò)程中恒力做功等于動(dòng)能變化．

Answer 1

分析 ①當(dāng)小車質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂與砂桶質(zhì)量時(shí)，可以近似認(rèn)為小車受到的拉力等于砂桶的重力．
②根據(jù)勻變速運(yùn)動(dòng)的推論：做勻變速直線運(yùn)動(dòng)的物體在某段時(shí)間內(nèi)的平均速度等于該段時(shí)間中間時(shí)刻的瞬時(shí)速度，求出E點(diǎn)的速度．
③根據(jù)功的計(jì)算公式求出功．

解答 解：①平衡摩擦力后，當(dāng)小車的質(zhì)量M遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于砂與砂桶的質(zhì)量m時(shí)可以近似認(rèn)為砂與砂桶的重力等于小車受到的合力．
②由勻變速運(yùn)動(dòng)的推論可知，打E點(diǎn)時(shí)的速度：v_E=$\frac{DE}{2T}$=$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$；
③小車受到的拉力等于砂與砂桶的重力，從B點(diǎn)到E點(diǎn)，恒力對(duì)小車做功W=mg（s₄-s₁）．
故答案為：①M(fèi)＞＞m；②$\frac{{s}_{5}-{s}_{3}}{2T}$；③mg（s₄-s₁）．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)、求瞬時(shí)速度、求功等問(wèn)題，知道實(shí)驗(yàn)原理、掌握并靈活應(yīng)用勻變速直線運(yùn)動(dòng)的推論、功的計(jì)算公式即可正確解題．