Question

【題目】圖甲是某同學驗證動能定理的實驗裝置。其步驟如下：

A.易拉罐內盛上適量細沙，用輕繩通過滑輪連接在小車上，小車連接紙帶。合理調整木板傾角，讓小車沿木板勻速下滑。

B.取下輕繩和易拉罐，測出易拉罐和細沙的質量m1以及小車質量m2。

C.撤去細繩和易拉罐后，換一條紙帶，讓小車由靜止釋放，打出的紙帶如圖乙(中間部分未畫出)，O為打下的第一點。己知打點計時器的打點時間間隔為T，重力加速度為g。

(1)步驟C中小車所受的合外力大小為___

(2)為驗證從O—C過程中小車合外力做功與小車動能變化的關系，測出BD間的距離為，OC間距離為，則C點速度大小為___，需要驗證的關系式為____ (用所測物理量的符號表示)。

Answer 1

【答案】（1）m1g； （2），

【解析】

（1）[1] 小車勻速下滑時受到重力、支持力、摩擦力和輕繩的拉力，合力為零；撤去拉力后，其余力不變，故合力等于撤去輕繩的拉力，而輕繩的拉力等于易拉罐和細沙的重力，所以小車所受的合外力為m1g；

（2）[2]勻變速直線運動的平均速度等于中間時刻瞬時速度，故

；

[3]動能增量為：

，

合力的功為：

，

需要驗證的關系式為：