Question

【題目】某實驗小組采用圖甲所示的裝置“探究動能定理”即探究小車所受合外力做功與小車動能的變化之間的關系。該小組將細繩一端固定在小車上，另一端繞過定滑輪與力傳感器、重物相連。實驗中，小車在細繩拉力的作用下從靜止開始加速運動，打點計時器在紙帶上記錄小車的運動情況，力傳感器記錄細繩對小車的拉力大小。

(1)實驗中為了把細繩對小車的拉力視為小車的合外力，要完成的一個重要步驟是____________；

(2)實驗時，下列物理量中必須測量的是___________；

A．長木板的長度L B．重物的質量m C．小車的總質量M

(3)實驗中，力的傳感器的示數為F，打出的紙帶如圖乙。將打下的第一個點標為O，在紙帶上依次取A、B、C三個計數點。已知相鄰計數點間的時間間隔為T，測得A、B、C三點到O點的距離分別為x1、x2、x3。則從打O點到打B點過程中，探究結果的表達式是：____________（用題中所給字母表示）。

Answer 1

【答案】平衡摩擦力 C

【解析】

(1)[1]利用小車自身重力沿斜面向下的分力平衡下滑過程中的滑動摩擦力，這樣小車下滑過程中，合外力就是繩子的拉力；

(2)[2]A．合外力做功的距離由紙帶測出，不需要長木板的長度，A錯誤；

B．力傳感器測出繩子拉力，即合外力，不需要測量重物的質量，B錯誤；

C．實驗中需要計算小車動能的變化量，所以需要測出小車的質量，C正確。

故選C；

(3)[3]從打O點到打B點過程中，合外力做功：

在B點時的速度，根據勻變速直線運動某段時間內，平均速度等于中間時刻速度：

從O點到B點動能的該變量：

所以需要驗證的表達式為：

。