Question

【題目】某同學做“探究合外力做功與動能改變的關系”實驗，裝置如圖甲所示，將光電門固定在水平軌道上的B點，用重物通過細線拉小車，保持小車(含遮光條)質量M不變，改變所掛重物質量多次進行實驗，使小車每次都從同一位置A由靜止開始運動，AB間距離為L．(重力加速度大小g取10 m/s2)

(1)用游標卡尺測出遮光條的寬度d如圖乙所示，則d＝________ cm；

(2)實驗中認為小車所受拉力與重物重力大小相等，測出多組重物質量m和相應小車經過光電門時的速度v，作出v2－m圖象如圖丙所示，由圖象可知小車受到的摩擦力大小為________N；

(3)在滿足條件________的情況下，v2－m圖象是線性變化的，說明合外力做的功等于動能的改變，此時圖象的斜率k的表達式為k＝________(用題給物理量的字母表示)．

Answer 1

【答案】1.050 1 mM

【解析】

本題考查“探究合外力做功與動能改變的關系”實驗，意在考查考生對實驗原理的理解能力．

(1)游標卡尺的讀數為

(2)根據本實驗原理和動能定理有，整理得：；則v2－m圖象為一條傾斜的直線，由題圖丙可知v2＝0時，m＝0.1 kg，由，解得：。

(3)根據模型的實際受力分析，由功能關系有，則v2與m的函數關系為，即v2與m不是線性關系。只有滿足mM，函數關系才變為，v2－m圖象是線性變化的，說明合外力做的功等于動能的改變，圖線的斜率。