Question

某實驗小組采用如圖二所示的裝置探究“探究做功和物體動能變化間的關(guān)系”，圖二中桌面水平放置，小車可放置砝碼，實驗中小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面．

（1）實驗的部分步驟如下：

     A．在小車上放入砝碼，把紙帶穿過打點計時器，連在小車后端，用細繩連接小車和鉤碼；

     B．將小車停在打點計時器附近，____________，____________，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一系列點，斷開開關(guān)；

     C．改變鉤碼或小車中砝碼的數(shù)量，更換紙帶，重復(fù)第二步的操作。

（2）如圖乙所示為某次實驗中得到的一條紙帶，其中A、B、C、D、E、F是計數(shù)點，相鄰計數(shù)點間的時間間隔為T，則C點對應(yīng)小車的速度v_C＝___________________。

     要驗證小車合外力的功與動能變化的關(guān)系，除鉤碼和砝碼的質(zhì)量、位移、速度外，還要測出的物理量為：_____________。

圖（乙）

（3）若用鉤碼的重力表示小車受到的合外力，為了減小這種做法帶來的實驗誤差，那么在實驗中應(yīng)該采取的兩項措施是：①_______________________；②_______________________。

Answer 1

【知識點】探究功與速度變化的關(guān)系．E4

【答案解析】（1）接通電源，釋放小車；（2）；小車的質(zhì)量；

（3）①平衡摩擦力；②鉤碼的質(zhì)量遠小于小車及砝碼的總質(zhì)量

 解析：①只有先接通電源后釋放小車，否則紙帶上的第一個初速度不為零．當(dāng)實驗結(jié)束后，及時斷開開關(guān)
②C點的瞬時速度等于BD這段的平均速度，則C點速度
v_C=動能定理的表達式：W=(M_車+m)²-0，故還需要測量小車的質(zhì)量．
③用鉤碼的重力表示小車受到的合外力時，沒有考慮到小車與木板之間、紙袋與限位孔之間的摩擦力；由此需要平衡摩擦力； b．小車的加速度：a=，重物的質(zhì)量會影響小車的運動，故呀減小實驗的誤差，還要讓重物的重力遠小于小車的總重力；
④小車初末速度的平方差與位移成正比，即v²-v₀²=ks
要驗證“動能定理”，即Mv²-=(mg-f)s，
從而得出結(jié)論：小車初末速度的平方差與位移成正比（或合外力做功等于物體動能的變化）．

【思路點撥】小車在鉤碼的作用下拖動紙帶在粗糙水平面上做加速運動，通過對紙帶計數(shù)點處理可算出各點的速度大小及發(fā)生的位移．同時測量小車的質(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能變化關(guān)系．通過實驗來探究物體的動能定理，一是培養(yǎng)學(xué)生的動手能力，二是更能讓學(xué)生理解動能定理的內(nèi)涵．