Question

（10分）某实验小组利用图（a）所示实验装置及数字化信息系统探究“外力做功与小车动能变化的关系”。实验时将小车拉到水平轨道的O位置由静止释放，在小车从O位置运动到 A位置过程中，经计算机处理得到了弹簧弹力与小车位移的关系图线如图（b） 所示，还得到了小车在 A位置的速度大小v_A ；另外用电子秤测得小车（含位移传感器发射器）的总质量为m 。回答下列问题：

（1）由图（b）可知，图（a）中A位置到力传感器的距离________（“小于”、“等于”或“大于”）弹簧原长。

（2）小车从O位置运动到A位置过程中弹簧对小车所做的功W=           ，小车的动能改变量ΔE_k =           。（ 用m、v_A、）_A、）₀、x_A中各相关物理量表示）

（3）若将弹簧从小车上卸下，给小车一初速度v₀，让小车从轨道右端向左端滑动，利用位移传感器和计算机得到小车的速度随时间变化的图线如图（c）所示，则小车所受轨道摩擦力的大小） =           。（ 用m、v₀、t_m中各相关物理量表示）

（4）综合步骤（2）、（3），该实验所要探究的“外力做功与小车动能变化的关系”表达式是                                            。（ 用m、v_A、）_A、）₀、x_A、v₀、t_m中各相关物理量表示）

Answer

（1）大于（2）； （3）；（4）

【解析】

试题分析：（1）由图（b）可知，图（a）中A位置到力传感器的距离大于弹簧原长。

（2）小车从O位置运动到A位置过程中弹簧对小车所做的功W=，小车的动能改变量

ΔEk =；

（3）由图线可知，小车的加速度为，则根据牛顿第二定律可知，小车所受轨道摩擦力的大小；

（4）该实验所要探究的“外力做功与小车动能变化的关系”表达式是，即：。

考点：探究外力做功与小车动能变化的关系