Question

【題目】某探究學(xué)習(xí)小組的同學(xué)欲驗證“動能定理”，他們在實驗室組裝了一套如圖1所示的裝置：水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細(xì)線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤．實驗時，保持軌道和細(xì)線水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運動實現(xiàn)平衡摩擦力．

（1）該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量？_____（回答“是”或“否”）

（2）實驗需要用游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d，如圖2所示，則d＝_______mm；

（3）實驗獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車（含傳感器和擋光板）的總質(zhì)量M，平衡摩擦力時砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量m0，擋光板的寬度d，光電門1和光電門2的中心距離x，某次實驗過程：力傳感器的讀數(shù)F，小車通過光電門1和光電門2的擋光時間分別為t1、t2．小車通過光電門2后砝碼盤才落地，重力加速度為g．該實驗對小車需驗證的表達(dá)式是_______________（用實驗中測出的物理量表示）．

Answer 1

【答案】（1）否 （2）5．50 （3）

【解析】試題分析：（1）因為小車的拉力可以通過傳感器測量，不需要用砝碼盤和砝碼的總重力表示，所以不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量．

（2）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5 mm，游標(biāo)讀數(shù)為0．05×10 mm＝0．50 mm，則最終讀數(shù)為5．50mm．

（3）小車通過光電門1、2的瞬時速度分別為，，小車動能的增加量為，合力做功為：，

所以驗證的表達(dá)式為