為了探究“合外力做功和動能變化的關係”的實驗，某實驗小組使用如圖所示的水平氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、G2...

問題詳情：

為了探究“合外力做功和動能變化的關係”的實驗，某實驗小組使用如圖所示的水平氣墊導軌裝置進行實驗．其中G1、G2為兩個光電門，它們與數字計時器相連，當滑行器通過G1、G2光電門時，光束被遮擋的時間分別為t1、t2都可以被測量並記錄，滑行器連同上面固定的一條形擋光片的總質量為M，擋光片寬度為D，兩光電門間距離為x，繩懸吊的砝碼的質量為m（m遠小於M），重力加速度為g．滑行器從G1到G2的過程中增加的動能為，合力對滑行器做的功為mgx．（用t1、t2、D、x、M、m和g表示）

【回答】

考點：  探究功與速度變化的關係．

專題：  實驗題．

分析：  滑塊經過光電門時的速度近似等於滑塊經過光電門時的平均速度，可由v=求出，然後由動能的定義式即可求出動能的增加．在實驗中，認為m的重力等於滑塊所受的合力，所以m的質量應遠小於M的質量．此時合力對滑行器做的功等於在對m做的功．

解答：  解：由於擋光片通過光電門的時間很短，所以可以認為擋光片通過光電門的瞬時速度等於這段時間內的平均速度，即有滑塊經過光電門的速度滑塊經過光電門的速度為：

v2=，v1=，

根據

得：△Ek=；

在實驗中，認為m的重力等於滑塊所受的合力，此時合力對滑行器做的功等於在對m做的功，即：W=mgx

故*為：，mgx．

點評：  “探究恆力做功與動能改變的關係”與“探究加速度與力、質量的關係”有很多類似之處，在平時學習中要善於總結、比較，提高對實驗的理解能力．

知識點：動能和動能定律

題型：實驗,探究題