Question

（1）在“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”實驗中，某實驗小組采用如圖甲所示的裝置．實驗步驟如下：
①把紙帶的一端固定在小車的后面，另一端穿過打點計時器
②改變木板的傾角，以重力的一個分力平衡小車及紙帶受到的摩擦力
③用細線將木板上的小車通過一個定滑輪與懸吊的砂桶相連
④接通電源，放開小車，讓小車拖著紙帶運動，打點計時器就在紙帶上打下一系列的點
⑤測出s、s₁、s₂（如圖乙所示），查得打點周期為T．
判斷重力的一個分力是否已與小車及紙帶受到的摩擦力平衡的直接證據(jù)是

 

；
本實驗還需直接測量的物理量是：

 

．（并用相應(yīng)的符號表示）
探究結(jié)果的表達式是

 

．（用相應(yīng)的符號表示）

（2）用同樣的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗．以下是一實驗小組所獲取的部分實驗數(shù)據(jù)，根據(jù)表格中數(shù)據(jù)，在圖中取合適的坐標系，作出圖象．
表格：小車受力相同（均取砂桶質(zhì)量m=50g）．

次數(shù)	小車質(zhì)量 M/g	加速度 a/m?s-2	1 M /kg-1
1	200	1.91	5.00
2	250	1.71	4.00
3	300	1.50	3.33
4	350	1.36	2.86
5	400	1.12	2.50
6	450	1.00	2.22
7	500	0.90	2.00

根據(jù)圖象判斷，實驗產(chǎn)生誤差的最主要原因是：

 

．

Answer 1

分析：（1）平衡摩擦力是用重力的下滑分量來平衡小車受到的摩擦力，故最簡潔的方法是調(diào)節(jié)木板傾角，使小車恰能勻速下滑；本題“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”，則要知道恒力的大小，和小車的動能，所以要測量小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量m；要探究的結(jié)論是合外力做的功等于小車動能的變化量．
（2）根據(jù)“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實驗原理結(jié)合圖象特點即可正確回答．

解答：解：（1）如果已經(jīng)平衡好摩擦力，則此時小車做勻速運動，紙帶上點跡間距應(yīng)該相等．
本題“探究恒力做功與動能改變的關(guān)系”，則要知道恒力的大小，和小車的動能，所以要測量小車的質(zhì)量M、砂及砂桶的質(zhì)量m
合外力對小車做的功為W=mgs
小車從A運動到B動能的變化量△Ek=

1

2

MvB2-

1

2

MvA2=

1

2

M(

s2

2T

)2-

1

2

M(

s1

2T

)2
所以探究結(jié)果的表達式是mgs=

1

2

M(

s2

2T

)2-

1

2

M(

s1

2T

)2
（2）圖象如圖所示：
由圖象可知，隨著

1

M

的增大，小車質(zhì)量逐漸減小，不再滿足小車質(zhì)量遠大于沙和砂桶的總質(zhì)量，因此圖象出現(xiàn)了偏折．
故答案為：（1）紙帶上點跡間距相等；  
小車的質(zhì)量M、砂桶的質(zhì)量m； mgs=

1

2

M(

s2

2T

)2-

1

2

M(

s1

2T

)2
（2）圖象見右圖        不再滿足小車質(zhì)量遠大于沙和砂桶的總質(zhì)量

點評：本題考查《探究恒力做功與動能改變的關(guān)系》與《探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系》實驗的遷移能力、誤差分析能力、文字表述能力及從圖表歸納所需信息能力．考查邏輯推理能力、運用數(shù)學知識解決物理問題能力和實驗探究能力．