I、推导:牛顿第二定律得F 合=ma,由运动学公式得v 2 2-v 1 2=2ax,由功的定义式
W 合=F 合x,三式联立得W 合=
1
2
mv 22 -
1
2
mv 21
Ⅱ、①小车在水平方向上受绳的拉力和摩擦力,想用钩码的重力表示小车受到的合外力,首先需要平衡摩擦力;
其次:设小车质量M,钩码质量m,整体的加速度为a,绳上的拉力为F,则:对小车有:F=Ma;对钩码有:mg-F=ma,即:mg=(M+m)a;
如果用钩码的重力表示小车受到的合外力,则要求:Ma=(M+m)a,必须要满足钩码的质量远小于小车的总质量,这样两者才能近似相等.
②C是BD的中间时刻,所以C点的速度就等于BD过程中的平均速度:
即:v C=
△X 2 + △X 3
2T
验证合外力的功与动能变化间的关系只需验证:mgx=
1
2 Mv 2,要验证合外力的功与动能变化间的关系,除位移、速度外,还要测出的物理量有钩码的重力和小车的总质量.
故答案为:I、见上面推导过程
Ⅱ、①a.平衡摩擦力b.钩码的重力远小于小车的总重力
②
△X 2 + △X 3
2T ,钩码的重力和小车的总质量