Question

【題目】如圖甲所示，是某同學(xué)驗證動能定理的實驗裝置。

其步驟如下：

a．易拉罐內(nèi)盛上適量細(xì)砂，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調(diào)整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。

b．取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細(xì)砂的質(zhì)量m及小車質(zhì)量M。

c．取下輕繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙所示（中間部分未畫出），O為打下的第一點。已知打點計時器的打點頻率為f，重力加速度為g。

(1)該實驗是否一定要滿足m遠(yuǎn)小于M_____（填“是”或“否”）。

(2)為驗證從O→C過程中小車合力做功與小車動能變化的關(guān)系，測出BD間的距離為，OC間距離為，則C點的速度為_____。

(3)需要驗證的關(guān)系式為_____（用所測物理量的符號表示）。

Answer 1

【答案】否

【解析】

(1)[1] 小車勻速下滑時受到重力、支持力、摩擦力和輕繩的拉力，合力為零；撤去易拉罐的拉力后，其余力不變，小車受到合力等于撤去的拉力，即等于易拉罐的重力，在實驗過程不需要滿足m遠(yuǎn)小于M；

(2)[2] 打點計時器的打點頻率為f，打點時間間隔：，做勻變速直線運動的物體在某段時間內(nèi)的平均速度等于中間時刻的瞬時速度，C點的速度：

(3)[3]O到C過程，由動能定理得：

即：