Question

如圖1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(gè)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(shí)驗(yàn)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(dòng)以實(shí)現(xiàn)平衡摩擦力，再進(jìn)行后面的操作，并在實(shí)驗(yàn)中獲得以下測(cè)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(shí)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）該實(shí)驗(yàn)是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于車的質(zhì)量　�。ㄌ睢靶枰�”或“不需要”）

（2）實(shí)驗(yàn)需用游標(biāo)卡尺測(cè)量擋光板的寬度d，如圖2所示，d=　mm

（3）某次實(shí)驗(yàn)過程：力傳感器的讀數(shù)為F，小車通過光電門1和2的擋光時(shí)間分別為t1、t2（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），已知重力加速度為g，則對(duì)該小車實(shí)驗(yàn)要驗(yàn)證 的表達(dá)式是　�。�

Answer 1

【答案】：（1）不需要；（2）5.50；（3）

【命題立意】本題旨在考查探究功與速度變化的關(guān)系。

【解析】（1）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故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，游標(biāo)讀數(shù)等于

所以最終讀數(shù)為：；

（3）由于光電門的寬度很小，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速度為：

滑塊通過光電門2速度為：

根據(jù)功能關(guān)系需要驗(yàn)證的關(guān)系式為：

故答案為：（1）不需要；（2）5.50；（3）。