Question

【題目】某實驗小組用圖甲所示的裝置探究功和動能變化的關系。他們將寬度為d的擋光片固定在小車上，用不可伸長的細線將小車通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平實驗臺上的A、B兩點各安裝一個光電門，記錄小車通過A、B時的遮光時間。若小車（含擋光片）的質量為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質量為m。

（1）實驗前，為了消除摩擦力對小車運動的影響，應取下砝碼盤，將木板的________（填“左”或“右”）端適當墊高，使小車通過兩光電門的_________。

（2）在完成（1）的操作后，為確保小車運動中受到的合力與砝碼盤中盤中砝碼的總重力大致相等，m、M應滿足的關系是_________。

（3）用游標卡尺測量擋光片的寬度d如圖乙所示，則d=_________mm。

（4）將小車停在C點，在砝碼盤中放上砝碼，小車在細線拉動下運動，小車通過A、B時的遮光時間分別為，用刻度尺量得A、B之間的距離為s。已知重力加速度為g，則本實驗最終要探究的數(shù)學表達式應該是：_________（用代表物理量的字母表示）。

Answer 1

【答案】 左 遮光時間相等 9.30

【解析】（1）實驗前應將木板左端略微抬高，使小車通過兩光電門的遮光時間相等的目的是平衡摩擦力，小車受到的拉力等于其合力，細線的拉力對小車做的功等于合力對小車做的功；

（2）只有當M遠大于m時，砝碼盤和盤中砝碼的重力才等于繩子的拉力，即滿足M遠大于m時可以用砝碼盤和盤中砝碼的重力做的功代替小車合力做的功；

（3）游標卡尺的主尺示數(shù)為0.9cm=9mm，游標尺示數(shù)為6×0.05mm=0.30mm，則擋光片的寬度d=9mm+0.30mm=9.30mm

(4).A至B過程中小車的合外力做功等于砝碼盤和盤中砝碼受到的重力做功，即，小車通過A時的速度： ，小車通過B時的速度： ；

則小車通過A、B過程中動能的變化量，本實驗最終要探究的數(shù)學表達式應該是