Question

2．如圖甲所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關(guān)系．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．實驗時首先保持軌道水平，通過調(diào)整砝碼盤里砝碼的質(zhì)量讓小車做勻速運(yùn)動以實現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數(shù)據(jù)：小車、力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2的中心距離s．
（1）實驗需用20分度的游標(biāo)卡尺測量擋光板的寬度d，如圖乙所示，d=5.50mm．
（2）某次實驗過程，力傳感器的讀數(shù)為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），砝碼盤和砝碼的質(zhì)量為m，已知重力加速度為g，則對該小車，實驗要驗證的表達(dá)式是C．
A．mgs=$\frac{1}{2}$M（$\fracbaedmui{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fraczoirq69{{t}_{1}}$）²
B．（m-m₁）gs=$\frac{1}{2}$M（$\fracx6zdrft{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fraci6kohf5{{t}_{1}}$）²
C．（F-m₀g）s=$\frac{1}{2}$M（$\fracwlkdhg6{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fracapy5ngp{{t}_{1}}$）²
D．Fs=$\frac{1}{2}$M（$\fracaen4mve{{t}_{2}}$）²-$\frac{1}{2}$M（$\fracx944mvo{{t}_{1}}$）²．

Answer 1

分析 （1）游標(biāo)卡尺的讀數(shù)等于主尺讀數(shù)加上游標(biāo)讀數(shù)，不需估讀．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度求出小車通過光電門的瞬時速度，從而得出小車動能的增加量，結(jié)合外力做功得出需要驗證的表達(dá)式．

解答 解：（1）游標(biāo)卡尺的主尺讀數(shù)為5mm，游標(biāo)讀數(shù)為0.05×10mm=0.50mm，則d=5.50mm．
（2）根據(jù)極短時間內(nèi)的平均速度等于瞬時速度知，小車通過光電門1和光電門2的瞬時速度分別為${v}_{1}=\fracf9kohat{{t}_{1}}$，${v}_{2}=\frackz45js0{{t}_{2}}$，則小車動能的增加量為$\frac{1}{2}M{{v}_{2}}^{2}-\frac{1}{2}M{{v}_{1}}^{2}$=$\frac{1}{2}M（\frachhao5dh{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\fracb5enmfo{{t}_{1}}）^{2}$，外力對小車做的功W=（F-m₀g）s，
則需要驗證的表達(dá)式為：（F-m₀g）s=$\frac{1}{2}M（\fracglfjckd{{t}_{2}}）^{2}-\frac{1}{2}M（\fracgvfdxqz{{t}_{1}}）^{2}$．
故選：C．
故答案為：（1）5.50；（2）C．

點(diǎn)評 本題探究功和速度變化的關(guān)系，注意研究的對象是小車，抓住外力對小車做功和小車動能的變化是否相等進(jìn)行驗證，掌握游標(biāo)卡尺的讀數(shù)方法，注意不需估讀．