题目内容
【题目】某同学利用如图所示的装置“探究合外力做功与物体动能变化的关系”，具体实验步骤如下∶
A．按照图示安装好实验装置，挂上砂桶（含少量砂子）；
B．调节长木板的倾角，轻推小车后，使小车沿长木板向下运动，且通过两个光电门的时间相等；
C．取下细绳和砂桶，测量砂子和桶的质量m，并记录数据；
D．保持长木板的倾角不变，将小车置于靠近滑轮的位置，由静止释放小车，记录小车先后通过光电门甲和乙时的时间t1、t2，并测量遮光条的宽度d，光电门甲、乙之间的距离为s；
E．改变光电门甲、乙之间的距离，重复步骤D；
请回答下列各问题：（用题目所给字母表示）
(1)若砂桶和砂子的总质量为m，小车的质量为M，重力加速度为g，则步骤D中小车下滑时所受合力大小为________。（忽略空气阻力）
(2)在误差允许的范围内，若满足__________，则表明物体所受合外力做的功等于物体动能变化量。
【答案】mg 
【解析】
（1）[1]由步骤B，可知小车和砂桶都做匀速直线运动；对小车，沿斜面方向，根据平衡条件可得
对砂桶，根据平衡条件可得
在步骤D中对小车，根据牛顿第二定律有
联立可得
即步骤D中小车加速下滑时所受合力大小为mg；
（2）[2]遮光片通过两个光电门1、2的速度分别为
v1=
，v2=
故小车动能变化量为
在误差允许的范围内，合外力做功等于物体动能的变化量，即
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