Question

15．某實(shí)驗(yàn)小組采用圖1所示的裝置探究“動(dòng)能定理”，圖中小車中可放置砝碼，實(shí)驗(yàn)中，小車碰到制動(dòng)裝置時(shí)，鉤碼尚未到達(dá)地面，打點(diǎn)針時(shí)器工作頻率為50Hz．

（1）實(shí)驗(yàn)的部分步驟如下：
①帶定滑輪的木板水平放置在桌面上，小車放在木板上．在小車中放入砝碼，把紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器，連在小車后端，用細(xì)線連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點(diǎn)計(jì)時(shí)器附近，接通電源，放開小車，小車拖動(dòng)紙帶，打點(diǎn)計(jì)時(shí)器在紙帶上打下一列點(diǎn)，關(guān)閉電源．
③改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)②的操作．
（2）圖2是鉤碼質(zhì)量為0.03kg，砝碼質(zhì)量為0.02kg時(shí)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)0及A、B、C、D和E五個(gè)計(jì)數(shù)點(diǎn)，可獲得各計(jì)數(shù)點(diǎn)到0的距離及對應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請將表1中C點(diǎn)的測量結(jié)果填在答卷中的相應(yīng)位置．
（3）實(shí)驗(yàn)小組根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪出了圖3中的圖線（其中△v²=v²-v²₀），根據(jù)圖線可獲得的結(jié)論初末速度平方的差值與位移成正比．要驗(yàn)證“動(dòng)能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和質(zhì)量．
表1紙帶的測量結(jié)果

測量點(diǎn)	S/cm	V/（m•s-1）
0	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C	5.08	0.49
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

Answer 1

分析 了解打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的使用規(guī)則；小車在鉤碼的作用下拖動(dòng)紙帶在粗糙水平面上做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，通過對紙帶計(jì)數(shù)點(diǎn)處理可算出各點(diǎn)的速度大小及發(fā)生的位移．同時(shí)測量小車的質(zhì)量與小車在粗糙水平面的摩擦力，從而可求出合力做的功與小車的動(dòng)能變化關(guān)系．

解答 解：（1）②凡是使用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的試驗(yàn)，均要求先接通電源，再放開小車
（2）C到O距離為：s_OC=6.08-1.00cm=5.08cm；由勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：v_C=$\frac{{v}_{B}{+v}_{D}}{2}$=$\frac{0.45+0.54}{2}$cm/s=0.49cm/s
（3）根據(jù)動(dòng)能定理Fs=$\frac{1}{2}m{v}_{2}^{2}-\frac{1}{2}m{v}_{1}^{2}$，可得出△v²-s的關(guān)系為：速度平方的差值與位移成正比．由表達(dá)式可知除所給各量外還要測量小車的質(zhì)量．
故答案為：（1）接通電源，放開小車；（2）5.08，0.49；（3）初末速度平方的差值與位移成正比，小車的質(zhì)量；

點(diǎn)評 本題通過實(shí)驗(yàn)來探究物體的動(dòng)能定理，要注意明確實(shí)驗(yàn)原理，能根據(jù)實(shí)驗(yàn)和對應(yīng)的物理規(guī)律進(jìn)行分析，并明確數(shù)據(jù)處理的方法．