Question

【題目】某探究小組利用氣墊導(dǎo)軌和光電門計(jì)時(shí)器等裝置探究動(dòng)能定理.他們通過改變滑輪下端小盤中沙子的質(zhì)量來改變滑塊水平方向的拉力;滑塊上裝有寬為d的擋光片.實(shí)驗(yàn)中,用天平稱出小盤和沙子的總質(zhì)量為m,滑塊(帶擋光片)的質(zhì)量為M,計(jì)時(shí)器顯示擋光片經(jīng)過光電門1和2的時(shí)間分別為Δt1,Δt2.

(1)在滿足____的條件下,才可以認(rèn)為小盤和沙子的總重力所做的功等于繩的拉力對(duì)滑塊做的功.

(2)實(shí)驗(yàn)中還必須測(cè)量的物理量是________,試寫出本次需要探究的關(guān)系式__________(用測(cè)量量和已知量表示).

Answer 1

【答案】（1）mM（2）兩光電門之間的距離LmgL=M（）2-M（）2

【解析】

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理可知當(dāng)小盤和沙子的總質(zhì)量m遠(yuǎn)小于滑塊車的總質(zhì)量M時(shí)，可將才可以認(rèn)為小盤和沙子的重力看作滑塊的拉力，根據(jù)動(dòng)能定理可知，此時(shí)小盤和沙子的重力所做的功等于滑塊動(dòng)能的改變量．
（2）要測(cè)量滑塊受到的拉力做的功，必須要知道滑塊從光電門1運(yùn)動(dòng)到光電門2的距離，即還必須測(cè)量兩光電門之間的距離L．滑塊所受的合外力做功為W=mgL；由于光電門的寬度d很小，所以我們用很短時(shí)間內(nèi)的平均速度代替瞬時(shí)速度．
滑塊通過光電門1速度：v1=
滑塊通過光電門2速度：v2=
所以動(dòng)能的增量：△Ek＝Mv22Mv12=M（）2-M（）2
故本次探究的原理表達(dá)式為：mgL=M（）2-M（）2