精英家教網(wǎng)某同學想利用探究加速度與力、質(zhì)量的關系的實驗裝置來驗證動能定理．實驗裝置如圖，在一端帶滑輪的長木板上固定放置兩個光電門，其中光電門乙固定在靠近滑輪處，光電門甲的位置可移動．與兩個光電門都相連的計時器可以顯示出遮光片（即小車）從光電門甲運動至乙所用的時間．在平衡好摩擦力后，改變光電門甲的位置進行多次測量，每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，用米尺測量甲、乙之間的距離x，并記下運動的時間t．測得小車的質(zhì)量為M，鉤碼的質(zhì)量為m，并滿足M＞＞m，當?shù)刂亓铀俣葹間．取小車為研究對象進行動能定理驗證，需要下列物理量：小車從甲處運動到乙處時的速度大小v=
 
，外力對小車做功W=
 
．實驗需要驗證的關系式為x=
 
．（以上填空處均用題中給出的字母表示）
分析：由于每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，小車做勻加速直線運動，則小車經(jīng)過光電門乙的速度為全過程中的平均速度的2倍；如果知道了小車通過光電門的位移，根據(jù)W=Fx計算出外力對小車做的功，然后使用動能定律的公式驗證即可正確解答本題．
解答：解：由于每次都使小車上的遮光片從緊靠光電門甲處由靜止開始運動，小車做勻加速直線運動，設小車經(jīng)過光電門乙的速度為v，則：x=
.
v
t=
v
2
t
小車通過光電門乙的速度為：v=
2x
t

下降的過程中只有鉤碼的重力對小車做功，根據(jù)公式W=Fs，得：W=mgx
若小車受到的外力做功大于小車動能的增加，則：mgx=
1
2
Mv2
即：mgx=
1
2
M?(
2x
t
)2，
所以：實驗需要驗證的關系式為：x=
mgt2
2M

故答案為：
2x
t
，mgx，
mgt2
2M
點評：本實驗與教材中的實驗有所不同，但是根據(jù)所學物理知識，明確了實驗原理，即可正確解答．
練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

某校高一“物理探究小組”學生想了解學�？平虡莾�(nèi)電梯運行的大致規(guī)律，設計了一個利用稱體重的磅秤來進行測量和研究的方案如下：

 
觀察
次數(shù)
時刻
磅  秤
讀數(shù)（N）
1
t1
449
2
t2
450
3
t3
450
4
t4
549
5
t5
550
6
t6
551
7
t7
551
    ①把磅秤平放在電梯的地板上，其中一人站在磅秤上，另外兩位同學觀察磅秤示數(shù)的變化情況，并記錄電梯運行過程中不同時刻磅秤的示數(shù)。
②將兩位同學隨機記錄的7個數(shù)據(jù)列表．由于不知記錄時刻的 
先后，故表格數(shù)據(jù)按從小到大的次序排列，并相應標明t1、
t2……t7。（記錄時電梯作平穩(wěn)運動）
    ③對實驗數(shù)據(jù)進行分析研究，了解電梯的運行情況，并粗略測
定電梯的加速度。
    思考回答下列問題：
    （1）在測量過程中該學生所受的重力將__________（填“變大”、 
“變小”、“不變”）
    （2）如果先記錄到的是較小的示數(shù)，后記錄到的是較大的示數(shù)，
則記錄時電梯相應的運動可能是  （    ）
        A．先加速下降后減速下降      
        B．先減速下降后勻速下降
     C．先勻速上升后減速上升      
            D．先減速上升后加速上升
    （3）如果電梯在運行過程中經(jīng)歷過勻加速、勻速和勻減速三個過程，而兩位同學記錄的數(shù)據(jù)不知處于哪一運動階段，則由記錄數(shù)據(jù)推斷此電梯加速度的可能值為（   ）
        A．1.0m/s2   B．1.82m/s2       C．2.22m/s2       D．2.50m/s2
                      （4）由于每部電梯運行時加速度都是設定好的，如果要能測得該樓電梯的加速度，還
需要測量的物理量是______________．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解