Question

【題目】如圖所示的裝置，可用于探究恒力做功與速度變化的關系。水平軌道上安裝兩個光電門，小車上固定有力傳感器和擋光板，細線一端與力傳感器連接，另一端跨過定滑輪掛上砝碼盤。實驗首先保持軌道水平，通過調整軌道的傾角以實現平衡摩擦力，再進行后面的操作，并在實驗中獲得以下測量數據：小車、力傳感器和擋光板的總質量M，擋光板的寬度d，光電門1和2的中心距離s：

(1)該實驗是否需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車（含力傳感器和擋光板）的質量________（填“需要”或“不需要”）；

(2)某次實驗過程：力傳感器的讀數為F，小車通過光電門1和2的擋光時間分別為t1、t2（小車通過光電門2后，砝碼盤才落地），則對該小車實驗要驗證的表達式是_____________。

Answer 1

【答案】不需要

【解析】

(1)[1]該實驗中由于已經用傳感器測出繩子拉力大小，不是將砝碼和砝碼盤的重力作為小車的拉力，故不需要滿足砝碼和砝碼盤的總質量遠小于小車的質量；

(2)[2]由于光電門的寬度很小，所以我們用很短時間內的平均速度代替瞬時速度；滑塊通過光電門1速度為

滑塊通過光電門2速度為

根據功能關系需要驗證的關系式為

即該小車實驗要驗證的表達式是