Question

【题目】某实验小组同学利用下列器材做“研究合外力做功与动能变化的关系”实验：

A.一端带有滑轮和刻度尺的轨道

B.两个光电计时器

C.安装有挡光片的小车（质量为 M）

D.拴有细线的托盘（质量为 m0）

E.可以调节高度的平衡支架

F.一定数量的钩码

某小组选用上述器材安装实验装置如图甲所示，轨道上安装了两个光电门A、B。实验步骤：

①调节两个光电门中心的距离，记为L；

②调节轨道的倾角，轻推小车后，使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速经过光电门 A、B，钩码的质量记为 m；

③撤去托盘和钩码，让小车仍沿轨道向下加速经过光电门 A、B，光电计时器记录小车通过 A、B的时间分别为△t1 和△t2；

④利用测得的数据求得合外力做功与动能变化的关系。根据实验过程，滑轮的摩擦力不计，回答以下问题

(1)图乙是用游标卡尺测挡光片的宽度 d，则 d=______cm。

(2)小车加速从A到B过程中合外力做的功W=________；小车动能的变化量的表达式△Ek=___（用测得的物理量的字母符号表示）。通过实验可得出：在误差允许的范围内合外力所做的功等于小车动能的增量。

Answer 1

【答案】0.735

【解析】

(1)[1]游标为20分度，精确度为0.05mm，游标对齐的格数不估读，则测挡光片的宽度为

(2)[2]调节轨道的倾角轻推小车后使小车拉着钩码和托盘能沿轨道向下匀速下滑，说明小车的合力为零，而撤去托盘m0和钩码m，小车的合力变为

则小车加速从A到B过程中合外力做的功为

[3]光电门挡住光的时间极短，求出的平均速度可认为是小车通过A、B两位置的瞬时速度，有

，

则小车动能的变化量的表达式为