Question

某實驗小組采用如圖1所示的裝置探究“動能定理”，小車內可放置砝碼，實驗中，小車碰到制動裝置時，鉤碼尚未到達地面，打點計時器工作頻率為50Hz．

（1）實驗的部分步驟如下，請將步驟②補充完整．                                                         

測量點	s/cm	v/（m?s-1）
0	0.00	0.35
A	1.51	0.40
B	3.20	0.45
C
D	7.15	0.54
E	9.41	0.60

①在小車內放人砝碼，把紙帶穿過打點計時器限位孔，連在小車后端，用細線跨過定滑輪連接小車和鉤碼；
②將小車停在打點計時器附近，先

接通電源

再

釋放小車

，小車拖動紙帶，打點計時器在紙帶上打下一列點，關閉電源；
③改變鉤碼或小車內砝碼的數量，更換紙帶，重復②的操作，
（2）圖2是鉤碼質量為0.03kg，砝碼質量為0.02kg時得到的一條紙帶，在紙帶上選擇起始點0及A、B、C、D和E五個計數點，可獲得各計數點到0點的距離s及對應時刻小車的瞬時速度v（見表1），請將C點的測量結果填在表1中的相應位置．
（3）實驗小組根據實驗數據繪出了圖3中的圖線（其中△v²=（v²-v²₀），根據圖線可獲得的結論是

△v

2

與位移s成正比

要驗證“動能定理”，還需要測量的物理量是摩擦力和

小車質量M

．

Answer 1

分析：（1）的關鍵是明確做使用打點計時器實驗時，應先接通電源，等電源穩定工作后再釋放紙帶，否則將增大測量誤差；（3）的關鍵是首先對小車受力分析，寫出動能定理表達式，然后討論即可．

解答：解：（1）②將小車停在打點計時器附近，先接通電源，再釋放紙帶．
（2）刻度尺讀數為OC=5.10cm，打C點時的速度

v

c

=

OD-OB

2T

=

(7.15-3.20)×0.01

2×0.02

m/s=0.99m/s
（3）對小車由動能定理表達式

F

合

s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，可得

△v

2

=

v

2 2

-v

2 1

=

2F   合

M

s，可見若

△v

2

-s圖象是一條過原點的傾斜直線，即說明

△v

2

與位移s成正比，要驗證動能定理，若滿足鉤碼質量m遠小于小車質量M，則應有（mg-f）s=

1

2

Mv

2 2

-

1

2

Mv

2 1

，所以還需要測量的物理量是摩擦力f和小車的質量M．
故答案為（1）接通電源，釋放紙帶
        （2）5.10m，0.99m/s
        （3）

△v

2

與位移s成正比，小車質量M

點評：解決物理實驗題目的關鍵是明確實驗原理，根據物理定律寫出表達式，然后討論即可．