Question

【题目】如图1所示是“探究做功与物体速度变化的关系”的实验装置，实验步骤如下：

①如图1所示，木板置于水平桌面上，用垫块将长木板固定有打点计时器的一端垫高，不断调整垫块的高度，直至轻推小车后，小车恰好能沿长木板向下做匀速直线运动；

②保持长木板的倾角不变，一端系有砂桶的细绳通过滑轮与拉力传感器相连，拉力传感器可显示所受的拉力大小F．将小车右端与纸带相连，并穿过打点计时器的限位孔，接通打点计时器的电源后，释放小车，让小车从静止开始加速下滑；

③实验中得到一条纸带，相邻的各计时点到A点的距离如图2所示。电源的频率为f。

根据上述实验，请回答如下问题：

（1）若忽略滑轮质量及轴间摩擦，本实验中小车加速下滑时所受的合外力为____________；

（2）为探究从B点到D点的过程中，做功与小车速度变化的关系，则实验中还需测量的量有____________；

（3）请写出探究结果表达式____________。

Answer 1

【答案】 （1）2F； （2）小车的质量m； （3）；

【解析】（1）有题中步骤可知，小车所受到的摩擦力被重力沿斜面向下的分力平衡，所以小车加速下滑时所受到的合力等于拉力传感器显示所受拉力大小F的两倍；

（2、3）细绳对小车做功为，打点计时器打B点时，小车的速度大小为；打D点时，小车的速度大小为；从B到D的过程中，小车动能的变化量为，则需要探究的结果为，故探究结果的表达式为，有上式可知，需要测量小车的质量m．