Question

7．某實(shí)驗(yàn)小組利用如圖所示的裝置探究功和動能變化的關(guān)系，他們將寬度為d的擋光片固定在小車上并用一不可伸長的細(xì)線將其通過一個定滑輪與砝碼盤相連，在水平桌面上的A、B兩點(diǎn)各安裝一個光電門，記錄小車通過A、B時的遮光時間，小車中可以放置砝碼．
（1）實(shí)驗(yàn)中把長木板左端墊高適當(dāng)高度，使得長木板向右略微傾斜，這樣做目的是C．
A．為了增大小車下滑的加速度
B．為了使釋放小車后，小車能勻加速下滑
C．可使得細(xì)線拉力做的功等于合力對小車做的功
（2）實(shí)驗(yàn)主要步驟如下：
初始時小車靜止在C點(diǎn)，在砝碼盤中放上砝碼，釋放后小車在細(xì)線拉動下運(yùn)動，記錄此時小車及小車中砝碼的質(zhì)量之和為M，砝碼盤和盤中砝碼的總質(zhì)量為刪（己知m＜＜M），擋光片通過A、B兩光電門的遮光時間分別為t₁、t₂，則小車通過A、B過程中動能的變化量△E==$\frac{1}{2}M$[$（\fraceiq2imw{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracuckeiqo{{t}_{1}}）^{2}$]（用字母M、t₁、t₂、d表示）．
（3）如表是他們測得的多組數(shù)據(jù)，其中M是小車及小車中砝碼質(zhì)量之和，|v₂²-v₁²|是兩個速度的平方差，可以據(jù)此計算出動能變化量△E，mg是砝碼盤及盤中砝碼的總重力，W是小車在A、B間運(yùn)動時繩子拉力對其所做的功，表格中△E₂=0.413J，W₂=0.420J（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）．

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/（m/s）2	△E/J	mg/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.65	△E2=？	0.840	W2=？
3	1.00	2.40	1.20	2.42	1.21
4	1.00	2.84	1.42	2.86	1.43

Answer 1

分析 （1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力．
（2）小車在鉤碼的作用下拖動紙帶在水平面上做加速運(yùn)動，通過速度傳感器可算出A B兩點(diǎn)的速度大小，根據(jù)△E_k=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\fraccemkayo{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracicuscsu{{t}_{1}}）^{2}$]，即可計算出動能的變化；
（3）針對表格中數(shù)據(jù)的特點(diǎn)，總結(jié)出相應(yīng)的規(guī)律，求出△E₂和W₂

解答 解：（1）為了使繩子拉力充當(dāng)合力，即細(xì)線拉力做的功等于合力對小車做的功應(yīng)先平衡摩擦力，摩擦力平衡好的檢測標(biāo)準(zhǔn)即：可使得小車在未施加拉力時做勻速直線運(yùn)動，故AB錯誤，C正確；
故選：C；
（2）①小車通過A時的速度：v_A=$\fracesuswky{{t}_{1}}$
小車通過B時的速度：v_B=$\fracgaooogy{{t}_{2}}$；
則小車通過A、B過程中動能的變化量△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$=$\frac{1}{2}M$[$（\frac0qgm8yc{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracmooguaa{{t}_{1}}）^{2}$]；
（3）據(jù)以上可知：△E=$\frac{1}{2}M{v}_{B}^{2}$-$\frac{1}{2}M{v}_{A}^{2}$

所以：△E₂=$\frac{1}{2}$×0.5×1.65J=0.413J
可得△E₃=0.600J
觀察F-W數(shù)據(jù)規(guī)律可得數(shù)值上：W₂=$\frac{0.840}{2}J$=0.420 J
故答案為：（1）C；（2）$\frac{1}{2}M$[$（\fraccucaqiu{{t}_{2}}）^{2}$-$（\fracu0wucsi{{t}_{1}}）^{2}$]；（3）0.413J，0.420J．

點(diǎn)評 這個實(shí)驗(yàn)對于我們可能是一個新的實(shí)驗(yàn)，但該實(shí)驗(yàn)的原理都是我們學(xué)過的物理規(guī)律．
做任何實(shí)驗(yàn)問題還是要從最基本的物理規(guī)律入手去解決．對于系統(tǒng)問題處理時我們要清楚系統(tǒng)內(nèi)部各個物體能的變化．