Question

某实验小组采用图甲所示的装置“探究动能定理”即探究小车所受合外力做功与小车动能的变化之间的关系。该小组将细绳一端固定在小车上，另一端绕过定滑轮与力传感器、重物相连。实验中，小车在细绳拉力的作用下从静止开始加速运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，力传感器记录细绳对小车的拉力大小。

(1)实验中为了把细绳对小车的拉力视为小车的合外力，要完成的一个重要步骤是____________；

(2)实验时，下列物理量中必须测量的是___________；

A．长木板的长度L        B．重物的质量m           C．小车的总质量M

(3)实验中，力的传感器的示数为F，打出的纸带如图乙。将打下的第一个点标为O，在纸带上依次取A、B、C三个计数点。已知相邻计数点间的时间间隔为T，测得A、B、C三点到O点的距离分别为x₁、x₂、x₃。则从打O点到打B点过程中，探究结果的表达式是：____________（用题中所给字母表示）。

Answer

平衡摩擦力 C

【解析】

(1)[1]利用小车自身重力沿斜面向下的分力平衡下滑过程中的滑动摩擦力，这样小车下滑过程中，合外力就是绳子的拉力；

(2)[2]A．合外力做功的距离由纸带测出，不需要长木板的长度，A错误；

B．力传感器测出绳子拉力，即合外力，不需要测量重物的质量，B错误；

C．实验中需要计算小车动能的变化量，所以需要测出小车的质量，C正确。

故选C；

(3)[3]从打O点到打B点过程中，合外力做功：

在B点时的速度，根据匀变速直线运动某段时间内，平均速度等于中间时刻速度：

从O点到B点动能的该变量：

所以需要验证的表达式为：

。