Question

在“探究恒力做功与动能改变的关系”实验中，某实验小组采用如图甲所示的装置。实验步骤如下：

（a）把纸带的一端固定在小车的后面,另一端穿过打点计时器；

（b）改变木板的倾角,以重力的一个分力平衡小车及纸带受到的摩擦力。接通电源,轻推小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器在纸带上打下一系列的点；

（c）用细线将木板上的小车通过一个定滑轮与悬吊的砂桶相连；

（d）接通电源,放开小车,让小车拖着纸带运动,打点计时器就在纸带上打下一系列的点, 测出x、x₁、x₂(如图乙所示),查得打点周期为T。回答下列问题：

（1）判断重力的一个分力是否已与小车及纸带受到的摩擦力平衡的直接证据是                     

（2）本实验还需直接测量的物理量是：                 (用相应的符号表示) ；

（3）探究结果的表达式是                (用相应的符号表示)。

Answer

（1）纸带上点迹间距是否相等（2）小车的质量M、砂及砂桶的总质量m（3）mgx=

【解析】

试题分析：（1）平衡好摩擦力后小车牵引纸带做匀速直线运动，故纸带上点迹应间距相等。（2）本实验用砂和桶重力来代替小车受拉力，故要探究功与速度关系，应测出砂和桶质量m、通过纸带可求得小车位移x，则合外力的功为W合=mgx，还需测出小车质量M，通过纸带求得打A点的速度vA=，打B点时速度vB=，则小车从A到B点动能的变化量ΔEK==故探究的结果表达式为mgx=

考点：“探究恒力做功与动能改变的关系”实验 动能定理