题目内容
【题目】某实验小组利用如题图甲所示的装置探究功和动能变化的关系，他们将宽度为d的挡光片固定在小车上，用不可伸长的细线将其通过一个定滑轮与砝码盘相连，在水平桌面上的A、B两点各安装一个光电门，记录小车通过A、B时的遮光时间，小车中可以放置砝码。
（1）实验主要步骤如下：
①将木板略微倾斜以平衡摩擦力，使得细线拉力做的功等于合力对小车做的功。
②将小车停在C点，在砝码盘中放上砝码，小车在细线拉动下运动，记录此时小车、小车中砝码和挡光片的质量之和为M，砝码盘和盘中砝码的总质量为m，小车通过A、B时的遮光时间分别为t1、t2，则小车通过A、B过程中动能的变化量ΔE=_______（用字母M、t1、t2、d表示）。
③在小车中增减砝码或在砝码盘中增减砝码，重复②的操作。
④用游标卡尺测量挡光片的宽度d
（2）下表是他们测得的多组数据，其中M是小车、小车中砝码和挡光片的质量之和，|v－v|是两个速度的平方差，可以据此计算出动能变化量ΔE，取绳上拉力F大小近似等于砝码盘及盘中砝码的总重力，W是F在A、B间所做的功。表格中ΔE3＝_______，W3＝__________（结果保留三位有效数字）。
次数 |
| |v-v|/（m/s）2 | ΔE/J | F/N | W/J |
1 | 1．000 | 0．380 | 0．190 | 0．400 | 0．200 |
2 | 1．000 | 0．826 | 0．413 | 0．840 | 0．420 |
3 | 1．000 | 0．996 | ΔE3 | 1．010 | W3 |
4 | 2．000 | 1．20 | 1．20 | 2．420 | 1．21 |
5 | 2．000 | 1．42 | 1．42 | 2．860 | 1．43 |
（3）若在本实验中没有平衡摩擦力，假设小车与水平长木板之间的动摩擦因数为
。利用上面的实验器材完成如下操作：保证小车质量不变，改变砝码盘中砝码的数量（取绳上拉力近似为砝码盘及盘中砝码的总重力），测得多组m、
、
的数据，并得到m与
的关系图像，如图乙所示。已知图像在纵轴上的截距为b，直线PQ的斜率为k，A、B两点的距离为s，挡光片的宽度为d，则=_______（用字母b、d、s、k、g表示）。
【答案】（1）
；（2）
，
；（3）
【解析】试题分析：（1）①小车通过A时的速度为：
，小车通过B时的速度为：
，则小车通过A、B过程中动能的变化量为：
。
（2）由各组数据可见规律，有：
，
观察
数据规律可得数值上有：
。
（3）由题意，小车受到的拉力是：
，小车的位移是
，设小车的质量是M，小车动能的变化是：
根据做功与动能变化的关系可得：
，
所以得：
所以，图线的坐标轴的截距表示摩擦力
，即：
，
图线的斜率：
，由摩擦力的公式得：
。
