Question

【題目】如圖1所示是“探究做功與物體速度變化的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①如圖1所示，木板置于水平桌面上，用墊塊將長(zhǎng)木板固定有打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的一端墊高，不斷調(diào)整墊塊的高度，直至輕推小車后，小車恰好能沿長(zhǎng)木板向下做勻速直線運(yùn)動(dòng)；

②保持長(zhǎng)木板的傾角不變，一端系有砂桶的細(xì)繩通過(guò)滑輪與拉力傳感器相連，拉力傳感器可顯示所受的拉力大小F．將小車右端與紙帶相連，并穿過(guò)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的限位孔，接通打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源后，釋放小車，讓小車從靜止開(kāi)始加速下滑；

③實(shí)驗(yàn)中得到一條紙帶，相鄰的各計(jì)時(shí)點(diǎn)到A點(diǎn)的距離如圖2所示。電源的頻率為f。

根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)回答如下問(wèn)題：

（1）若忽略滑輪質(zhì)量及軸間摩擦，本實(shí)驗(yàn)中小車加速下滑時(shí)所受的合外力為____________；

（2）為探究從B點(diǎn)到D點(diǎn)的過(guò)程中，做功與小車速度變化的關(guān)系，則實(shí)驗(yàn)中還需測(cè)量的量有____________；

（3）請(qǐng)寫出探究結(jié)果表達(dá)式____________。

Answer 1

【答案】 （1）2F； （2）小車的質(zhì)量m； （3）；

【解析】（1）有題中步驟可知，小車所受到的摩擦力被重力沿斜面向下的分力平衡，所以小車加速下滑時(shí)所受到的合力等于拉力傳感器顯示所受拉力大小F的兩倍；

（2、3）細(xì)繩對(duì)小車做功為，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打B點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小為；打D點(diǎn)時(shí)，小車的速度大小為；從B到D的過(guò)程中，小車動(dòng)能的變化量為，則需要探究的結(jié)果為，故探究結(jié)果的表達(dá)式為，有上式可知，需要測(cè)量小車的質(zhì)量m．