Question

在“探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，某實(shí)驗(yàn)小組采用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置和實(shí)驗(yàn)器材．
（1）為了用細(xì)線的拉力表示小車受到的合外力，實(shí)驗(yàn)中必須進(jìn)行的操作是：______；為了能夠用砂桶和砂所受的重力代替拉力，必須滿足的條件是：______．
（2）如圖為實(shí)驗(yàn)中打出的一條紙帶，現(xiàn)選取紙帶中的A、B兩點(diǎn)對(duì)應(yīng)的過程來探究恒力做功與動(dòng)能改變的關(guān)系．已知打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為T，重力加速度為g．若砂與砂桶的總質(zhì)量為m₁，小車的質(zhì)量為m₂．則此過程恒力做的功W=，______，動(dòng)能的改變量△E_K=______（用題中或圖中的物理量符合表示）．

Answer 1

（1）小車下滑時(shí)受到重力、細(xì)線的拉力、支持力和摩擦力，要使拉力等于合力，則應(yīng)該改變木板的傾角，用重力的下滑分量來平衡摩擦力；
重物加速下滑，處于失重狀態(tài)，其對(duì)細(xì)線的拉力小于重力，設(shè)拉力為T，根據(jù)牛頓第二定律，有
對(duì)重物，有 mg-T=ma
對(duì)小車，有 T=Ma
解得
T=

M

M+m

mg
故當(dāng)M＞＞m時(shí)，有T≈mg
（2）則此過程恒力做的功W=Fscosα=mgs
A點(diǎn)的速度vA=

s1

2T

B點(diǎn)的速度vB=

s2

2T

所以動(dòng)能的改變量△E_K=

1

2

M(

s2

2T

)2-

1

2

M(

s1

2T

)2
故答案為：（1）改變木板的傾角，用重力的下滑分量來平衡摩擦力；M＞＞m；（2）mgs；

1

2

M(

s2

2T

)2-

1

2

M(

s1

2T

)2