Question

【題目】如圖所示是某同學(xué)探究動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置.已知重力加速度為g，不計(jì)滑輪摩擦阻力，該同學(xué)的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

a.將長(zhǎng)木板傾斜放置，小車(chē)放在長(zhǎng)木板上，長(zhǎng)木板旁放置兩個(gè)光電門(mén)A和B，砂桶通過(guò)滑輪與小車(chē)相連.

b.調(diào)整長(zhǎng)木板傾角，使得小車(chē)恰好能在細(xì)繩的拉力作用下勻速下滑，測(cè)得砂和砂桶的總質(zhì)量為m.

c.某時(shí)刻剪斷細(xì)繩，小車(chē)由靜止開(kāi)始加速運(yùn)動(dòng).

d.測(cè)得擋光片通過(guò)光電門(mén)A的時(shí)間為Δt1，通過(guò)光電門(mén)B的時(shí)間為Δt2，擋光片寬度為d，小車(chē)質(zhì)量為M，兩個(gè)光電門(mén)A和B之間的距離為L.

e.依據(jù)以上數(shù)據(jù)探究動(dòng)能定理.

(1)根據(jù)以上步驟，你認(rèn)為以下關(guān)于實(shí)驗(yàn)過(guò)程的表述正確的是________.

A.實(shí)驗(yàn)時(shí)，先接通光電門(mén)，后剪斷細(xì)繩

B.實(shí)驗(yàn)時(shí)，小車(chē)加速運(yùn)動(dòng)的合外力為F＝Mg

C.實(shí)驗(yàn)過(guò)程不需要測(cè)出斜面的傾角

D.實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)滿(mǎn)足砂和砂桶的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量M

(2)小車(chē)經(jīng)過(guò)光電門(mén)A、B的瞬時(shí)速度為vA＝_______、vB＝_______.如果關(guān)系式_______在誤差允許范圍內(nèi)成立，就驗(yàn)證了動(dòng)能定理.

Answer 1

【答案】(1)AC (2)

【解析】

（1）A.實(shí)驗(yàn)時(shí)為了減小誤差，需要先接通光電門(mén)，后剪斷細(xì)繩讓小車(chē)運(yùn)動(dòng)，A正確

B.實(shí)驗(yàn)中步驟b平衡了小車(chē)運(yùn)動(dòng)的摩擦力，所以下車(chē)受的合外力為重力沿斜面向下的分力：，B錯(cuò)誤

C.因?yàn)樯昂蜕巴暗目傊亓εc小車(chē)重力沿斜面向下的分力相等，所以實(shí)驗(yàn)中不需測(cè)量斜面傾角來(lái)求合外力，合外力就等于砂和砂桶的總重力，C正確

D.實(shí)驗(yàn)中要驗(yàn)證動(dòng)能定理，用砂和砂桶的總重力計(jì)算小車(chē)沿斜面向下的分力，所以不需要滿(mǎn)足m遠(yuǎn)小于小車(chē)質(zhì)量M，D錯(cuò)誤

（2）光電門(mén)的原理：因?yàn)檎诠鈼l寬度很小，用遮光條通過(guò)光電門(mén)的平均速度代替滑塊通過(guò)光電門(mén)的瞬時(shí)速度，所以通過(guò)A的速度：，通過(guò)B的速度：，根據(jù)動(dòng)能定理：，所以要驗(yàn)證的就是：