Question

【題目】某實驗小組同學利用下列器材做“研究合外力做功與動能變化的關系”實驗：

A.一端帶有滑輪和刻度尺的軌道

B.兩個光電計時器

C.安裝有擋光片的小車（質量為 M）

D.拴有細線的托盤（質量為 m0）

E.可以調節(jié)高度的平衡支架

F.一定數量的鉤碼

某小組選用上述器材安裝實驗裝置如圖甲所示，軌道上安裝了兩個光電門A、B。實驗步驟：

①調節(jié)兩個光電門中心的距離，記為L；

②調節(jié)軌道的傾角，輕推小車后，使小車拉著鉤碼和托盤能沿軌道向下勻速經過光電門 A、B，鉤碼的質量記為 m；

③撤去托盤和鉤碼，讓小車仍沿軌道向下加速經過光電門 A、B，光電計時器記錄小車通過 A、B的時間分別為△t1 和△t2；

④利用測得的數據求得合外力做功與動能變化的關系。根據實驗過程，滑輪的摩擦力不計，回答以下問題

(1)圖乙是用游標卡尺測擋光片的寬度 d，則 d=______cm。

(2)小車加速從A到B過程中合外力做的功W=________；小車動能的變化量的表達式△Ek=___（用測得的物理量的字母符號表示）。通過實驗可得出：在誤差允許的范圍內合外力所做的功等于小車動能的增量。

Answer 1

【答案】0.735

【解析】

(1)[1]游標為20分度，精確度為0.05mm，游標對齊的格數不估讀，則測擋光片的寬度為

(2)[2]調節(jié)軌道的傾角輕推小車后使小車拉著鉤碼和托盤能沿軌道向下勻速下滑，說明小車的合力為零，而撤去托盤m0和鉤碼m，小車的合力變?yōu)?/span>

則小車加速從A到B過程中合外力做的功為

[3]光電門擋住光的時間極短，求出的平均速度可認為是小車通過A、B兩位置的瞬時速度，有

，

則小車動能的變化量的表達式為