Question

6．某實驗小組利用無線力傳感器和光電門傳感器探究“做功與物體速度變化的關系”．將無線力傳感器和檔光片固定在小車上，用不可伸長的細線通過一個定滑輪與重物G相連，無線力傳感器記錄小車受到拉力的大小．在水平軌道上A、B兩點各固定一個光電門傳感器，用于測量小車的速度v₁和v₂，如圖所示．在小車上放置砝碼來改變小車質量，用不同的重物G來改變拉力的大小．
（1）實驗主要步驟如下：
①測量小車和拉力傳感器的總質量M₁．正確連接所需電路．調節(jié)導軌兩端的旋鈕改變導軌的傾斜度，用以平衡小車的摩擦力．將小車放置在導軌上，輕推小車，使之運動．可以通過小車經(jīng)過兩光電門的時間是否相等判斷小車正好做勻速運動．
②把細線的一端固定在力傳感器上，另一端通過定滑輪與重物G相連；將小車停在點C，由靜止開始釋放小車，小車在細線拉動下運動，除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應該記錄的物理量為兩光電門間的距離．
③改變小車的質量或重物的質量，重復②的操作．
（2）表格中M是M₁與小車中砝碼質量之和，△E為動能變化量，F(xiàn)是拉力傳感器的拉力，W是F在A、B間所做的功．表中的△E₃=0.600J，W₃=0.610J．（結果保留3位有效數(shù)字）

次數(shù)	M/kg	|v22-v12|/m2•s2	DE/J	F/N	W/J
1	0.500	0.760	0.190	0.400	0.200
2	0.500	1.650	0.413	0.840	0.420
3	0.500	2.400	DE3	1.220	W3

Answer 1

分析 （1）①根據(jù)v=$\frack1vlaya{t}$，因擋片間距一定，則可根據(jù)時間來確定小車是否勻速直線運動；
②要探究動能定理就需要求出力對小車做的總功和小車動能的變化，這就要求必須知道小車發(fā)生的位移即兩光電門間距離．
（2）根據(jù)動能的變化量△E=$\frac{1}{2}$Mv₂²-$\frac{1}{2}$Mv₁²，代入數(shù)據(jù)求解△E₃．根據(jù)功的公式W=FL求解W₃．

解答 解：（1）①根據(jù)v=$\frac4llq4mf{t}$，因擋片間距一定，當小車通過光電門的時間相等，則可說明小車是勻速直線運動．
②根據(jù)動能定理知因要求總功必須已知小車位移，故除了光電門傳感器測量速度和力傳感器測量拉力的數(shù)據(jù)以外，還應該記錄的物理量為兩光電門間的距離L．
（2）由△E=$\frac{1}{2}$Mv₂²-$\frac{1}{2}$Mv₁²得：△E₃=$\frac{1}{2}$×0.500×2.40=0.600J，
根據(jù)表中數(shù)據(jù)由功公式W=FL，可求出兩光電門間距離為：L=$\frac{W}{F}$=0.5m，所以有：W₃=F₃L=1.22×0.5J=0.610J．
故答案為：（1）①小車經(jīng)過兩光電門的時間是否相等；②兩光電門間的距離；（2）0.600，0.610．

點評 做實驗題時應先根據(jù)實驗原理寫出有關公式再討論即可，同時理解動能定理的應用，注意光電門測量瞬時速度的原理．