Question

【题目】某同学利用如图所示的装置验证动能定理，水平轨道上安装两个光电门1、2，测出两光电门的中心距离为s；小车上固定有力传感器和宽度为d的挡光板，细线一端与力传感器连接，另一端跨过光滑定滑轮挂上砝码盘，小车（包括挡光板和拉力传感器）质量为M，砝码和砝码盘的总质量为m。

（1）实验时，________________（填“需要”或“不需要”）平衡摩擦力；________________（填“需要”或“不需要”）满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车（包括挡光板和拉力传感器）质量M。

（2）实验时，读出拉力传感器的示数为F，经过光电门1、2的挡光时间分别为，则遮光条通过光电门1时的速度为_________，遮光条通过光电门2时的速度为____________，验证动能定理的表达式为___________________________（用测得物理量字母表示）。

Answer 1

【答案】 需要 不需要

【解析】（1）力传感器的示数为小车受到的合力，对小车受力分析可知受到重力支持力，拉力和摩擦力，要使拉力为小车的合力，必须平衡摩擦力；由于测量小车的合力是通过传感器测量的，不是将砝码和砝码盘的重力作为小车的拉力，故不需要满足砝码和砝码盘的总质量m远小于小车；（2）通过AB光电门的速度为：，，验证动能定理的表达式为：。