Question

图甲是某同学验证动能定理的实验装置。其步骤如下：

A.易拉罐内盛上适量细沙，用轻绳通过滑轮连接在小车上，小车连接纸带。合理调整木板倾角，让小车沿木板匀速下滑。

B.取下轻绳和易拉罐，测出易拉罐和细沙的质量m₁以及小车质量m₂。

C.撤去细绳和易拉罐后，换一条纸带，让小车由静止释放，打出的纸带如图乙(中间部分未画出)，O为打下的第一点。己知打点计时器的打点时间间隔为T，重力加速度为g。

(1)步骤C中小车所受的合外力大小为___

(2)为验证从O—C过程中小车合外力做功与小车动能变化的关系，测出BD间的距离为，OC间距离为，则C点速度大小为___，需要验证的关系式为____  (用所测物理量的符号表示)。

Answer

（1）m1g； （2），

【解析】

（1）[1] 小车匀速下滑时受到重力、支持力、摩擦力和轻绳的拉力，合力为零；撤去拉力后，其余力不变，故合力等于撤去轻绳的拉力，而轻绳的拉力等于易拉罐和细沙的重力，所以小车所受的合外力为m1g；

（2）[2]匀变速直线运动的平均速度等于中间时刻瞬时速度，故

；

[3]动能增量为：

，

合力的功为：

，

需要验证的关系式为：