Question

【题目】如图所示是某同学探究动能定理的实验装置。已知重力加速度为g，不计滑轮摩擦阻力，该同学的实验步骤如下：

a．将长木板倾斜放置，小车放在长木板上，长木板旁放置两个光电门A和B，砂桶通过滑轮与小车相连；

b．调整长木板倾角，使得小车恰好能在细绳的拉力作用下匀速下滑，测得砂和砂桶的总质量为m；

c．某时刻剪断细绳，小车由静止开始加速运动；

d．测得挡光片通过光电门A的时间为Δt1，通过光电门B的时间为Δt2，挡光片宽度为d，小车质量为M，两个光电门A和B之间的距离为L；

e．依据以上数据探究动能定理。

(1)根据以上步骤，你认为以下关于实验过程的表述正确的是________；

A．实验时，先接通光电门，后剪断细绳

B．实验时，小车加速运动的合外力为F＝Mg

C．实验过程不需要测出斜面的倾角

D．实验时应满足砂和砂桶的总质量m远小于小车质量M

(2)小车经过B的瞬时速度为vB＝_______。如果关系式_______在误差允许范围内成立，就验证了动能定理。

Answer 1

【答案】AC

【解析】

(1)[1]A．实验时为了减小误差，需要先接通光电门，后剪断细绳让小车运动，A正确；

B．实验中步骤b平衡了小车运动的摩擦力，所以下车受的合外力为重力沿斜面向下的分力，则有

B错误；

C．因为砂和砂桶的总重力与小车重力沿斜面向下的分力相等，所以实验中不需测量斜面倾角来求合外力，合外力就等于砂和砂桶的总重力，C正确；

D．实验中要验证动能定理，用砂和砂桶的总重力计算小车沿斜面向下的分力，所以不需要满足m远小于小车质量M，D错误。

故选AC。

(2)[2][3]光电门的原理：因为遮光条宽度很小，用遮光条通过光电门的平均速度代替滑块通过光电门的瞬时速度，所以通过A的速度

通过B的速度

根据动能定理

所以要验证的就是