Question

【題目】在探究動能定理的實驗中,某實驗小組組裝了一套如圖甲所示的裝置,拉力傳感器固定在小車上,一端與細繩相連,用拉力傳感器記錄小車受到拉力的大小。穿過打點計時器的紙帶與小車尾部相連接,打點計時器打點周期為T,實驗的部分步驟如下:

甲

（1）平衡小車所受的阻力:不掛鉤碼,調整木板右端的高度,用手輕推小車,直到打點計時器在紙帶上打出一系列__________的點。

（2）測量小車和拉力傳感器的總質量m,按圖組裝好儀器,并連接好所需電路,將小車停在打點計時器附近,先接通拉力傳感器和打點計時器的電源,然后_________,打出一條紙帶,關閉電源。

（3）在打出的紙帶中選擇一條比較理想的紙帶如圖乙所示,在紙帶上按打點先后順序依次取O、A、B、C、D、E等多個計數點,各個計數點到O點間的距離分別用hA、hB、hC、hD、hE、…表示,則小車和拉力傳感器在計時器打下D點時的動能表達式為________,若拉力傳感器的讀數為F,計時器打下A點到打下D點過程中,細繩拉力對小車所做功的表達式為_______。

乙

(4)某同學以A點為起始點,以A點到各個計數點動能的增量ΔEk為縱坐標,以A點到各個計數點拉力對小車所做的功W為橫坐標,得到一條過原點的傾角為45°的直線,由此可以得到的結論是______________。

Answer 1

【答案】間距相等 釋放小車 F(hD-hA) 外力所做的功等于物體動能的變化量

【解析】

①平衡小車所受的阻力：不掛鉤碼，調整木板右端的高度，用手輕推小車，直到打點計時器打出一系間距相等的點。

③打下D點時的速度vD=，打下D點時的動能EKD=MvD2=；

拉力傳感器的讀數為F，計時器打下A點到打下D點過程中，細繩拉力對小車所做的功W=F（hD-hA）。
④由動能定理得：△EK=W，以A點到各個計數點動能的增量為縱坐標，以A點到各個計數點拉力對小車所做的功W為橫坐標，得到一條過原點的傾角為45°的直線，由此可以得到的結論是：外力所做的功，等于物體動能的變化量。