Question

【題目】如圖1所示，用質量為m的重物通過滑輪牽引小車，使它在長木板上運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況。利用該裝置可以完成“探究動能定理”的實驗。

實驗中，已經(jīng)平衡好摩擦力和其它阻力，且重物質量m遠小于小車質量M，可認為小車所受的拉力大小為mg。

接通電源，釋放小車，打點計時器在紙帶上打下一系列點，將打下的第一個點標為O。

在紙帶上依次取A、B、C……若干個計數(shù)點，已知相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T。測得A、B、C……各點到O點的距離為x1、x2、x3……，如圖2所示。

從打O點到打B點的過程中，拉力對小車做的功W= __________，打B點時小車的速度v=___________。

以v2為縱坐標，W為橫坐標，利用實驗數(shù)據(jù)做出如圖3所示的v2-W圖像。

由此圖像可得v2隨W變化的表達式為________________________________________。根據(jù)功與能的關系，動能的表達式中可能包含v2這個因子；分析實驗結果的單位關系，與圖線斜率有關的物理量應是 ____。

Answer 1

【答案】 mgx2 v2=kW（其中k=4.5～5.0m2·s-2·J-1） 質量

【解析】由于近似認為拉力等于重力，所以根據(jù)可知，拉力做功為；
中間時刻的速度等于該段時間內(nèi)的平均速度，所以B點的速度等于AC段的平均速度，即；

根據(jù)圖象上的點，可以得出得隨變化的表達式為： ，其中；功是能量轉化的量度，所以功和能的單位是相同的，斜率設為k，則，代入單位后，k的單位為，所以與該斜率有關的物理量為質量。