Question

光電計時器是一種研究物體運動情況的常見計時器，其結構如圖題甲所示，a、b分別是光電門的激光發射和接受裝置．當有物體從a、b之間通過時，光電計時器就可以顯示物體的擋光時間．現利用圖題13乙所示的裝置設計一個“探究恒力做功與動能改變關系”的實驗，圖中A B是水平桌面，C D是一端帶有定滑輪的等厚長木板。將光電門固定在靠近木板滑輪一端的F點 (與之連接的光電計時器沒有畫出)。小車上固定著用于擋光的窄片K，讓小車從木板上的E點由靜止釋放，由光電門連接的計時器顯示窄片K的擋光時間。

(1) 若已測得窄片的寬度為，并用米尺測得E、F兩點間距為L，且L》d，與光電門連接的計時器顯示的擋光時間為t，小車的質量為M,所掛的重物質量為m.則小車經過F點小車的動能表達式E_K=            ；(說明：本題的（1）（2）（3）的結果均用題中所給的字母表示)
(2) 如果研究對象是小車，請寫出驗證本實驗的表達式是                      ；如果研究對象是小車和重物這一整體,驗證本實驗的表達式應是                  ；

Answer 1

(1)             (2分)
（2） mgL=            (2分)
mgL＝      (2分)

(1) 小車通過光電門時所用時間較短，可看作勻速運動，速度為，由動能公式可知小車經過F點小車的動能表達式EK=(2)重力勢能的減小量mgh=mgL,所以表達式為mgL= ，研究對象是整體，整體重力勢能的減小量為mgL，動能增加量為