Question

12．利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置“探究合力功與物體動(dòng)能改變的關(guān)系”，將光電門(mén)固定在軌道上的B點(diǎn)，用重物通過(guò)細(xì)線(xiàn)拉小車(chē)，小車(chē)質(zhì)量為M，保持小車(chē)質(zhì)量不變，改變所掛重物質(zhì)量m多次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，每次小車(chē)都從同一位置A由靜止釋放（g取10m/s²）．

（1）做該實(shí)驗(yàn)時(shí)，是否需要平衡摩擦力需要（填“需要”或“不需要”）．
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力，其原因是沒(méi)有滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量．
（3）在正確規(guī)劃操作后，實(shí)驗(yàn)時(shí)除了需要讀出傳感器的示數(shù)F，測(cè)出了小車(chē)質(zhì)量M，還需測(cè)量得物理量有AB的長(zhǎng)度s、在B點(diǎn)的速度v，驗(yàn)證動(dòng)能定理的表達(dá)式為Fs=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$（用測(cè)得的物理量表示）．

Answer 1

分析 （1）據(jù)實(shí)驗(yàn)操作要求可知需要平衡摩擦力．
（2）該實(shí)驗(yàn)中由于已經(jīng)用傳感器測(cè)出繩子拉力大小，故不需要滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，但會(huì)導(dǎo)致二者明顯差別．
（3）電門(mén)測(cè)速度的原理是用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗(yàn)證的關(guān)系式．

解答 解：（1）由于該實(shí)驗(yàn)只有繩子的拉力，所以不能有摩擦力做功，所以需要平衡摩擦力．
（2）由于沒(méi)有滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量，導(dǎo)致傳感器示數(shù)明顯不等于重物的重力．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)需要讀出傳感器的示數(shù)F，測(cè)出了小車(chē)質(zhì)量M，還需測(cè)量得物理量有AB兩點(diǎn)的長(zhǎng)度、在B點(diǎn)的速度，光電門(mén)測(cè)速度的原理是用平均速度來(lái)代替瞬時(shí)速度v，根據(jù)功能關(guān)系可以求出需要驗(yàn)證的關(guān)系式可知：
Fs=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$
故答案為：（1）需要；（2）沒(méi)有滿(mǎn)足砝碼和砝碼盤(pán)的總質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車(chē)的質(zhì)量；（3）AB兩點(diǎn)的長(zhǎng)度、在B點(diǎn)的速度；Fs=$\frac{1}{2}M{v}^{2}$．

點(diǎn)評(píng) 了解光電門(mén)測(cè)量瞬時(shí)速度的原理，實(shí)驗(yàn)中我們要清楚研究對(duì)象和研究過(guò)程，對(duì)于系統(tǒng)我們要考慮全面，同時(shí)明確實(shí)驗(yàn)原理是解答實(shí)驗(yàn)問(wèn)題的前提．