Question

某小组同学用下述方法验证动能定理，如图所示，在带滑轮的长板上放置一个质量为m₁的木块，已知木块与长板间动摩擦因数为μ．用跨过滑轮（滑轮的大小可不计）的细线将m₁与另一个木块m₂相连接．开始时m₂离地面高度为h，m₁离长板右端距离也为h，放开后m₂带动m₁作加速运动．当m₂落地时m₁正好离开长木板，最后m₁也落地（m₁抛出后在空中运动的过程中细线始终处于松弛状态）．m₁、m₂、h、μ均已知，手边只有刻度尺一个测量工具．
（1）用这个装置及刻度尺验证m₁、m₂一起运动过程的动能定理时   
（A）针对的物体是m₁，过程是m₁在空中运动的过程
（B）针对的物体是m₂，过程是m₂落地前的运动过程
（C）针对的物体是m₁和m₂，过程是m₂落地前的运动过程
（D）针对的物体是m₁和m₂，过程是m₁落地前的运动过程
（2）实验中还需要测量的物理量有    ．（写出具体的物理量名称及其符号）
（3）所研究的过程中合外力做功的表达式为    ，动能变化量的表达式为    ．（用题目中的已知量和测得量的符号表示，重力加速度为g）

Answer

两木块在下面木块m2的重力作用下一起做加速运动，下面木块m2落地后，木块m1做平抛运动，动能定理验证的是两木块一起运动的过程中；测出m1做平抛运动的水平与竖直位移，求出平抛运动的初速度，应用功的公式、动能定理分析答题即可．
【解析】
（1）实验研究的是两木块一起运动的过程，即研究对象是：物体m1和m2，过程是m1落地前的运动过程，故选D；
（2）除m1、m2、h、μ外，还需要测量的量有：m1的落地点到m2落地点的距离s、长木板离地面的高度H； 
（3）在两木块一起运动过程中，合外力所做的功W=m2gh-μm1gh；m1做平抛运动，则H=gt2，s=vt，解得，平抛运动的初速度v=s，
动能的变化量△EK=（m1+m2）v2=；
故答案为：（1）（2）（3）m2gh-μm1gh；．