Question

3．（1）某同學(xué)用如圖1所示的實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行“探究功與速度變化的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)，他想用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小實(shí)驗(yàn)誤差，除了要求鉤碼的重力遠(yuǎn)小于小車的重力外，在實(shí)驗(yàn)中應(yīng)該采取的必要措施是平衡摩擦力．

（2）打點(diǎn)計(jì)時(shí)器使用50Hz的交流電．如圖2所示為鉤碼質(zhì)量為0.03kg時(shí)實(shí)驗(yàn)得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點(diǎn)O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O的距離S及對(duì)應(yīng)時(shí)刻小車的瞬時(shí)速度v，請(qǐng)將C點(diǎn)的測(cè)量結(jié)果填在表中的相應(yīng)位置．
表：紙帶的測(cè)量結(jié)果

測(cè)量點(diǎn)	S/cm	v/（m•s-1）
O	0.00	0.35
A	2.51	0.40
B	4.20	0.45
C	6.06	0.49
D	8.15	0.54
E	10.41	0.60

（3）實(shí)驗(yàn)測(cè)得小車的質(zhì)是為0.22Kg．此同學(xué)研究小車運(yùn)動(dòng)過程中A點(diǎn)到E點(diǎn)對(duì)應(yīng)的拉力對(duì)小車做的功為0.023J，小車的動(dòng)能變化為0.022J，這樣在實(shí)驗(yàn)允許的誤差范圍內(nèi)就說明“合外力對(duì)物體做的功等于物體動(dòng)能的變化”．

Answer 1

分析 （1）本實(shí)驗(yàn)要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，具體實(shí)驗(yàn)時(shí)注意兩點(diǎn)，一是鉤碼質(zhì)量遠(yuǎn)小于小車的質(zhì)量，二是要平衡摩擦力；
（2）注意讀數(shù)時(shí)要進(jìn)行估讀，由于小車做勻變速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出各點(diǎn)速度大��；
（3）根據(jù)△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{E}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$ 可以求出小車動(dòng)能的變化情況．

解答 解：（1）本實(shí)驗(yàn)要用勾碼的重力代替小車所受到的合力，對(duì)小車受力分析，受到重力，拉力，支持力和摩擦力，要使拉力近似等于合力，可將長(zhǎng)木板一段墊高，使重力的下滑分量恰好等于摩擦力，因?yàn)橹虚g還有滑輪與軸之間的摩擦阻力，故拉力近似等于合力．
故答案為：平衡摩擦力．
（2）根據(jù)刻度尺的讀數(shù)可知，S_C=6.06cm；
根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)中時(shí)間中點(diǎn)的瞬時(shí)速度大小等于該過程中的平均速度大小可以求出C點(diǎn)是速度為：
v_C=$\frac{{x}_{BD}}{t}$=$\frac{0.0815-0.042}{4×0.02}$=0.49m/s
故答案為：6.06；0.49．
（3）同學(xué)研究小車運(yùn)動(dòng)過程中A點(diǎn)到E點(diǎn)小車的動(dòng)能變化為：
△E_k=$\frac{1}{2}$m${v}_{E}^{2}$-$\frac{1}{2}$m${v}_{A}^{2}$=0.022J
故答案為：（1）平衡摩擦力；（2）6.06，0.49；（3）0.022．

點(diǎn)評(píng) 通過實(shí)驗(yàn)來探究物體的動(dòng)能定理，可以將該實(shí)驗(yàn)與探究力、加速度、質(zhì)量之間關(guān)系的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行類比學(xué)習(xí)，擴(kuò)展思維，培養(yǎng)知識(shí)的綜合應(yīng)用能力．