Question

【題目】如圖甲所示，為驗(yàn)證動(dòng)能定理的實(shí)驗(yàn)裝置，較長的小車的前端固定有力傳感器，能測(cè)出小車所受的拉力，小車上固定兩個(gè)完全相同的遮光條A、B，小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量為M，小車放在安裝有定滑輪和光電門的光滑軌道D上，光電門可記錄遮光條A、B通過它時(shí)的擋光時(shí)間．用不可伸長的細(xì)線將小車與質(zhì)量為m的重物相連，軌道放在水平桌面上，細(xì)線與軌道平行（滑輪質(zhì)量、摩擦不計(jì)）．

（1）用螺旋測(cè)微器測(cè)遮光條的寬度，如圖乙所示，則遮光條的寬度d=mm
（2）實(shí)驗(yàn)過程中滿足M遠(yuǎn)大于m（填“需要”或“不需要”）．
（3）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
①測(cè)量小車、傳感器及遮光條的總質(zhì)量M，測(cè)量兩遮光條間的距離L，按圖甲正確連接器材．
②由靜止釋放小車，小車在細(xì)線拉動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，記錄傳感器的示數(shù)F及遮光條A、B 經(jīng)過光電門的擋光時(shí)間tA和tB ， 則驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為（用字母M、F、L、d、tA、tB表示）．

Answer 1

【答案】
（1）0.400
（2）不需要
（3）
【解析】解：（1）螺旋測(cè)微器的固定刻度讀數(shù)為0mm，可動(dòng)刻度讀數(shù)為0.01×40.0mm=0.400mm，所以最終讀數(shù)為：0mm+0.400mm=0.400mm．（2）實(shí)驗(yàn)中小車的力由力傳感器測(cè)出，無需M遠(yuǎn)大于m；（3）由于遮光條通過光電門的時(shí)間極短因此可以利用平均速度來代替其瞬時(shí)速度，因此小車經(jīng)過光電門時(shí)的瞬時(shí)速度為：
v= ，所以小車經(jīng)過A點(diǎn)的速度 ，經(jīng)過B點(diǎn)的速度 ，
以小車為研究對(duì)象，合外力做的功W=FL，動(dòng)能的增量為： ．
則驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為
所以答案是：（1）0.400；（2）不需要；（3）
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了動(dòng)能定理的理解的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握動(dòng)能定理的表達(dá)式是在物體受恒力作用且做直線運(yùn)動(dòng)的情況下得出的.但它也適用于變力及物體作曲線運(yùn)動(dòng)的情況；功和動(dòng)能都是標(biāo)量，不能利用矢量法則分解，故動(dòng)能定理無分量式才能正確解答此題．